Ny lysteknik kan resultere i mindre påtrængende, mere effektiv diagnose for patienter

En ny metode til at bruge lys til at scanne den menneskelige krop, udviklet af forskere ved University of St. Andrews, kan resultere i mindre påtrængende og mere effektiv diagnose for patienter. Arbejdet er resultatet af et samarbejde mellem forskere fra Skolerne for Fysik og Astronomi, Biologi, Medicin og Scottish Oceans Institute ved universitetet.

Den nye teknik gør det muligt for lyset at formes, så det kan nå større dybder i biologisk væv, hvilket gør det muligt at optage tredimensionelle (3-D) billeder af høj kvalitet. Det kan også tillade, at detaljerede 3-D-billeder af biologiske prøver kan laves uden dissektion eller at skulle rotere prøver og tage flere billeder, som derefter smeltes sammen.

Udgivet i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , forskningen viser, at den nye metode tilføjer værdi til to eksisterende billeddannelsesteknikker – Bessel-strålebaseret lysarkmikroskopi og luftstrålebaseret lysarkmikroskopi.

Dr. Jonathan Nylk fra School of Physics and Astronomy sagde:"Vi har for nylig opdaget særlige stråleformer, der bevarer deres form, når de rejser gennem biologisk væv. Disse stråler, kaldet luftige stråler og Bessel stråler modstår virkningerne af spredning, men de bliver stadig svagere, når de rejser dybere, så det forbliver udfordrende at indsamle nok signal tilbage gennem vævet til at danne et billede.

"Nu viser vi, at disse bjælker kan forbedres yderligere for at give os mere kontrol over deres form, sådan, at de faktisk bliver lysere, når de rejser (forplanter sig). Når stigningen i lysstyrke (intensitet) matches med faldet i lysstyrke (intensitet), når man rejser gennem væv, et stærkt signal og et klart billede kan stadig opnås dybt inde i prøven."

Denne seneste forskning bygger på tidligere fremskridt inden for "light-sheet imaging", hvor et tyndt lysark skærer hen over prøven som et barberblad for at dele prøven - men uden faktisk at skære eller beskadige den. Brugen af ​​buede luftige lysark viste sig at give skarpe billeder over et volumen, der er ti gange større end tidligere muligt.

De nye teknikker forventes at være nyttige, ikke kun til lysarkmikroskopi, men også for at skubbe grænserne for en lang række andre optiske billeddannelsesteknikker.

Det er håbet, at udviklingen vil føre til en forbedret forståelse af biologisk udvikling, Kræft, og sygdomme som Alzheimers, Parkinson, og Huntingtons, der påvirker den menneskelige hjerne.