Un diagrama esquemático de un sistema de imágenes de fusión cuádruple desarrollado mediante la combinación coaxial de un láser y un transductor de ultrasonido transparente. 1) Imagen de ultrasonido, 2) Imagen fotoacústica, 3) Tomografía de coherencia óptica 4) Imágenes de fluorescencia. Crédito:POSTECH
Se ha desarrollado un sistema de imágenes por ultrasonido y óptico de fusión cuádruple que permite el diagnóstico de enfermedades o tumores oculares o ver el entorno dentro del cuerpo utilizando un transductor de ultrasonido transparente.
Profesor Chulhong Kim del Departamento de Ingeniería Eléctrica de POSTECH, Ingeniería de TI de convergencia, e Ingeniería Mecánica, Dr. Byullee Park del Departamento de Convergencia de Ingeniería de TI, Doctor. el candidato Jeongwoo Park de la Escuela de Biociencias Interdisciplinarias y Bioingeniería, Profesor Hyung Ham Kim del Departamento de Ingeniería de TI de Convergencia, y el profesor Unyong Jeong del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, en una investigación conjunta con el profesor Hong Kyun Kim de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional de Kyungpook, han desarrollado juntos un transductor de ultrasonido transparente1 y lo han utilizado para producir el primer sistema de imágenes de fusión cuádruple del mundo que integra imágenes de ultrasonido, imagen fotoacústica, La tomografía de coherencia óptica, e imágenes de fluorescencia. Estos resultados de la investigación se publicaron en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ) el 8 de marzo, 2021.
Existe un interés creciente en los sistemas de formación de imágenes multimodales que obtienen diversas imágenes e información mediante la combinación de dispositivos de formación de imágenes ópticas y de ultrasonido. Entre ellos, Un transductor de ultrasonido es un dispositivo que produce imágenes mediante la generación de ultrasonido y funciona como sensor de imagen en exámenes ultrasónicos. Pero no era ópticamente transparente y era difícil dejar pasar los láseres de forma eficaz, y por lo tanto tenía limitaciones para combinarse coaxialmente con un dispositivo de formación de imágenes ópticas.
Imágenes del ojo del ratón tomadas simultáneamente con imágenes de coherencia óptica y fotoacústica. Fotoacústica indica los vasos sanguíneos en el ojo de la rata y la coherencia óptica indica su estructura. Crédito:POSTECH
Para resolver este problema, el equipo de investigación desarrolló un transductor de ultrasonido transparente de alta sensibilidad que el láser puede atravesar de manera eficaz. Este dispositivo recientemente desarrollado obtiene imágenes cuádruples de fusión de ultrasonido, fotoacústica, coherencia óptica, y fluorescencia en un sistema de imágenes por primera vez.
Usando el sistema de imágenes de fusión cuádruple combinado con un transductor de ultrasonido transparente integrado en un sistema de imágenes oftálmicas, los investigadores pudieron observar la neovascularización corneal, cambios estructurales, cataratas inflamación, y otros cambios epidemiológicos en el ojo de rata.
Además, cuando se utiliza como dispositivo de formación de imágenes de tumores, los investigadores pudieron visualizar multiparamétricamente la saturación de oxígeno de los vasos sanguíneos y tejidos circundantes en un ratón afectado por melanoma sin usar un agente de contraste. Con imágenes moleculares, El diagnóstico de cáncer de mama ahora es posible, como se demuestra al adquirir y observar varias imágenes de un ratón con cáncer de mama mediante la inyección de un agente de contraste que es inofensivo para el cuerpo humano.
Se prevé que estos resultados de la investigación sean ampliamente aplicables a diversas industrias en las que se utilizan sensores ópticos y de ultrasonido. como los campos de la salud y la medicina, móvil, automóviles, robótica, pruebas no destructivas, así como enfermedades oftalmológicas y diagnóstico por imagen de tumores.
