Utveckling av ny fotoakustisk teknik för undersökning av vävnad

Projektet MUFS2D – Multimodal fotoakustisk sensorteknik för samtidig 2D avbildning och funktionalisering av vävnad – syftar till att bygga och utveckla kunskap kring en ny multimodal medicinsk diagnosteknik som är en kombination av traditionell ultraljudsteknik och modern fotoakustik i sammansmält i en sensor.

Projektet MUFS2D – Multimodal fotoakustisk sensorteknik för samtidig 2D avbildning och funktionalisering av vävnad – syftar till att bygga och utveckla kunskap kring en ny multimodal medicinsk diagnosteknik som är en kombination av traditionell ultraljudsteknik och modern fotoakustik i sammansmält i en sensor.

Ultraljud har sedan lång tid använts för olika medicinska ändamål och är numer en väl etablerad undersöknings- och diagnosmetod för avbildning av vävnad i 2D och 3D inom ett brett spektrum av medicinska specialiteter. Under de senaste två decennierna har fotoakustisk avbildning (PAI) tillsammans med fotoakustisk tomografi (PAT) och fotakustisk mikroskopi (PAM) utvecklats och används i ökande omfattning för avbildning och diagnostik.

De fotoakustiska teknikerna är väl lämpade för att avbilda biologisk vävnad i 2D eller 3D och i och med att de baseras på absorption av laserljus ges med fotoakustiska metoder andra avbildnings- och diagnosmöjligheter än med traditionellt ultraljud.

Både traditionellt ultraljud och fotoakustisk avbildning är i sig icke-invasiva tekniker och använder icke-joniserande strålning, vilket ger fördelar jämfört med andra avbildande tekniker, som till exempel Röntgen.

Projektet MUFS2D syftar till att bygga och utveckla kunskap kring en ny multimodal medicinsk diagnosteknik som är en kombination av traditionell ultraljudsteknik och modern fotoakustik i sammansmält i en sensor. Den tänkta användningen är biomedicinsk avbildning i 2D med möjlighet att funktionalisera mätdatat med olika typer av undersökningar som till exempel spektroskopiska studier eller blodflödesanalys i vävnad in vivo.

Projektet MUFS2D består väsentligen av tre delar:

• utveckling av hel-optisk excitation av ultraljud genom styrd absorption av pulsat laserljus (LIUS),
• utveckling av en transparent en-dimensionell piezoelektrisk array med tillhörande elektronik och signalbehandling för fotoakustisk 2D avbildning av vävnad,
• utveckling av effektiva algoritmer för signalbehandling, 2D avbildning samt funktionalisering av mätdata.

Det övergripande målet med projektet är att möta tanken med precisionshälsa genom att utveckla teknik som ger möjlighet till att med ökad precision, snabbt ställa rätt diagnos vid olika sjukdomar, vilket ger utökade möjligheter för att ge vår befolkning bättre hälsa samt ett hållbarare och längre liv.

Projektdeltagare

Torbjörn Löfqvist, biträdande professor, Elektroniksystem, Luleå tekniska universitet. Torbjörn har lång erfarenhet inom ultraljudsteknik samt laserinducerat ultraljud för olika tekniska tillämpningar och har under senare tid arbetat inom och fotoakustik för medicinska tillämningar.

Manne Segerlund, doktorand, Elektroniksystem, Luleå tekniska universitet. Manne har studerat teknisk fysik och elektroteknik (Y) vid Luleå tekniska universitet och har breda kunskaper inom fysik, elektronik, matematik och beräkningsteknik.

Publikationer

Segerlund, M. & Löfqvist, T. (2024). Laser-induced ultrasound in multiple thin layers—An analytical solution. Journal of the Acoustical Society of America, 156(2), 1091-1098. Länk Länk till annan webbplats.