Wieloparametryczne obrazowanie fotoakustyczne w przebiegu radioterapii nowotworów złośliwych głowy i szyi

Fotoakustyka multispektralna umożliwia nieinwazyjne, niedrogie i bezdawkowe obrazowanie w czasie rzeczywistym cząsteczek pochłaniających światło (absorberów), m.in. Deoksyhemoglobina i utleniona hemoglobina w tkance ludzkiej. Pozwala to na określenie nasycenia krwi tlenem (sO2) na głębokości do kilku centymetrów. Możliwe są również pomiary korelatów objętości krwi i stężenia kolagenu. W obrazowaniu fotoakustycznym badana tkanka jest naświetlana krótkimi nanosekundowymi impulsami lasera bliskiej podczerwieni (650 - 1300 nm). Jeśli światło lasera jest lokalnie absorbowane przez strukturę tkanki, rozszerza się termoelastycznie, co wyzwala ultradźwiękową falę ciśnieniową, mierzoną za pomocą głowicy ultradźwiękowej. Początkowy rozkład ciśnienia, a tym samym absorpcja w tkance, może zostać zrekonstruowany. Ponieważ różne cząsteczki wykazują odmienne zachowanie absorpcyjne w zależności od długości fali w bliskiej podczerwieni, akwizycja kilku długości fal umożliwia oszacowanie, które absorbery znajdują się w jakim stężeniu w strukturze tkanki. Skuteczność i tolerancja nowoczesnej, precyzyjnej radioterapii guzów głowy i szyi w dużej mierze zależy od jakości obrazowania. Potencjalne korzyści diagnostyczne fotoakustyki w radioterapii pacjentów z nowotworami głowy i szyi dotyczą przede wszystkim określenia objętości docelowej, wdrożenia adaptacyjnej radioterapii obrazowej i obrazowej obserwacji guza oraz wczesnego wykrywania guzów.

Fotoakustyka wielospektralna umożliwia przede wszystkim analizę niedotlenienia guza, co kilkakrotnie wiązano ze zwiększoną radioodpornością i niekorzystnym rokowaniem. Ponadto inne czynniki, np. analizuje się objętość krwi i zawartość kolagenu w tkance.