Multiparametrische fotoakoestische beeldvorming tijdens bestralingstherapie van kwaadaardige hoofd-halstumoren

Multispectrale fotoakoestiek maakt niet-invasieve, goedkope en dosisvrije real-time beeldvorming mogelijk van lichtabsorberende moleculen (absorbers), b.v. Deoxyhemoglobine en zuurstofrijk hemoglobine in menselijk weefsel. Hierdoor kan de bloedzuurstofverzadiging (sO2) tot enkele centimeters diep worden bepaald. Metingen van correlaties met bloedvolume en collageenconcentratie worden ook mogelijk gemaakt. Bij fotoakoestische beeldvorming wordt het te onderzoeken weefsel bestraald met korte, nabij-infrarode (650 - 1300 nm) laserpulsen van nanoseconden. Als laserlicht plaatselijk wordt geabsorbeerd door een weefselstructuur, zet het thermo-elastisch uit, wat een ultrasone drukgolf veroorzaakt, die wordt gemeten met behulp van een ultrasone kop. De initiële drukverdeling en daarmee de opname in het weefsel kan dan worden gereconstrueerd. Aangezien verschillende moleculen een verschillend absorptiegedrag vertonen, afhankelijk van de golflengte in het nabije infrarood, is het door het verwerven van verschillende golflengten mogelijk om in te schatten welke absorbers zich in welke concentratie in een weefselstructuur bevinden. De effectiviteit en verdraagbaarheid van moderne uiterst nauwkeurige bestralingstherapie voor hoofd-halstumoren hangt grotendeels af van de kwaliteit van de beeldvorming. De potentiële diagnostische voordelen van fotoakoestiek bij de radiotherapie van patiënten met hoofd-halstumoren hebben voornamelijk betrekking op de definitie van het doelvolume, de implementatie van beeldgeleide, adaptieve radiotherapie en beeldvormende tumorfollow-up, evenals de vroege opsporing van tumoren.

Multispectrale fotoakoestiek maakt in de eerste plaats de analyse mogelijk van tumorhypoxie, die meerdere keren in verband is gebracht met verhoogde radioweerstand en een ongunstige prognose. Bovendien kunnen andere factoren, b.v. het bloedvolume en het collageengehalte in het weefsel worden geanalyseerd.