Met een fotondetectiecamera dwars door het lichaam kijken
Britse vorsers hebben een nieuwe, ultragevoelige camera ontwikkeld, waarmee je letterlijk in het lichaam kunt kijken en precies een endoscoop kunt lokaliseren zonder de patiënten bloot te stellen aan ioniserende stralen. De camera doet dat door detectie van de kleine fractie van fotonen die uit het weefsel ontsnappen met een zwakke scattering, de zogeheten 'ballistic and snake' fotonen.
Als je een endoscoop in het menselijke lichaam inbrengt om het te behandelen element op te sporen, kon je tot nog toe de endoscoop enkel lokaliseren met röntgenstralen of andere dure methoden. Het licht dat een endoscoop uitzendt, gaat wel door het lichaam, maar ondergaat een sterke dispersie of kaatst terug op de verschillende weefsels, wat resulteert in een verlies van informatie en een wazig beeld.
"Nochtans zou het bijzonder interessant zijn mochten we een instrument in het menselijke lichaam kunnen lokaliseren en wel om meerdere redenen, zeker nu niet-invasieve technieken almaar aan belang winnen", onderstreept prof. Kev Dhaliwal van de Universiteit van Edinburgh, hoofdonderzoeker van een samenwerkend, multi-institutioneel project, Proteus genoemd, een project waar een vijftigtal vorsers van verschillende specialismen aan deelnemen. Het project heeft tot doel "een revolutionaire beeldvormingstechniek te ontwikkelen om snel in vivo en in situ te diagnosticeren en om longziekten te behandelen."
In het kader van dat project hebben prof. Dhaliwal et coll. een prototype ontwikkeld, dat zeer precies aangeeft waar een endoscoop licht uitzendt en dus waar hij zich in het lichaam bevindt.
De camera beschikt over een soortgelijke siliciumchip als digitale fototoestellen, is uiterst gevoelig, detecteert de "ballistische fotonen" die door de weefsels gaan, en registreert hoelang het duurt voor ze de sensor bereiken. De patiënten hoeven dus niet meer te worden blootgesteld aan X-stralen.
Tijdens de eerste tests op schapen in normale verlichtingscondities detecteerde de camera een lichtbron op 20 centimeter onder de huid. De precisie is van de grootteorde van 1 centimeter, maar zal allicht nog verbeteren. Het gaat immers nog maar om een prototype.
De vorsers stellen ook dat artsen en chirurgen met die techniek van "ballistische-fotonbeeldvorming" de lichtbron en de totale lengte van de endoscoop die ze gebruiken, kunnen visualiseren. Dat kan helpen om de endoscoop op de juiste plaats in te brengen. Ze voegen er nog aan toe dat de techniek zou kunnen helpen om goed de structuur van het lichaam te bekijken. Die informatie kan uiterst waardevol zijn voor diagnostische doeleinden en bij de keuze van de behandeling.
referentie: Biomedical Optics Express, 1 september 2017, DOI: 10.1364/BOE.8.004077)