Multiparametrisk fotoakustisk billeddannelse i løbet af strålebehandling af ondartede hoved- og halstumorer

Multispektral fotoakustik muliggør ikke-invasiv, billig og dosisfri billeddannelse i realtid af lysabsorberende molekyler (absorbere), f.eks. Deoxyhæmoglobin og oxygeneret hæmoglobin i humant væv. Dette gør det muligt at bestemme blodets iltmætning (sO2) i dybder på op til flere centimeter. Målinger af korrelater til blodvolumen og kollagenkoncentration er også gjort mulige. Ved fotoakustisk billeddannelse bestråles vævet, der skal undersøges, med nanosekund korte, nær-infrarøde (650 - 1300 nm) laserimpulser. Hvis laserlys optages lokalt af en vævsstruktur, udvider det sig termoelastisk, hvilket udløser en ultralydstrykbølge, som måles ved hjælp af et ultralydshoved. Den indledende trykfordeling og dermed absorptionen i vævet kan herefter rekonstrueres. Da forskellige molekyler viser distinkt absorptionsadfærd afhængig af bølgelængden i det nære infrarøde, er det ved at erhverve flere bølgelængder muligt at estimere, hvilke absorbere der er i hvilken koncentration i en vævsstruktur. Effektiviteten og tolerabiliteten af ​​moderne højpræcisionsstrålebehandling til hoved- og halstumorer afhænger i høj grad af kvaliteten af ​​billeddannelsen. De potentielle diagnostiske fordele ved fotoakustik i strålebehandling af patienter med hoved- og halstumorer vedrører primært målvolumendefinitionen, implementeringen af ​​billedstyret, adaptiv strålebehandling og billeddiagnostisk tumoropfølgning samt tidlig påvisning af tumorer.

Multispektral fotoakustik muliggør primært analyse af tumorhypoksi, som flere gange har været forbundet med øget radioresistens og en ugunstig prognose. Hertil kommer andre faktorer, f.eks. blodvolumen og kollagenindholdet i vævet analyseres.