Tilpasning af teknologi til at afbilde blodkar ved hudsygdom

Vaskulitis i små kar - betændelse i de små blodkar - fremstår som en plet af små, røde prikker, der dækker huden, der, afhængigt af sværhedsgraden, kan udvikle sig til smertefulde pustler eller sår. Hos nogle patienter, det kan endda afspejle betændelse i indre organer.

Diagnose kræver normalt en hudbiopsi, som indebærer at skære et lille stykke hud. Dette kan normalt gøres som en nem procedure ved sengekanten, selvom visse websteder, områder omkring neglene og spidserne af fingre og tæer, eller visse patienter kan være mere tilbøjelige til dårlig sårheling og komplikationer fra proceduren.

Adela Rambi G. Cardones, MD, HS'06-'09, lektor i dermatologi, ønskede at oprette en enhed, der kunne fange et billede på mindst en centimeter hudområde gennem en hurtig, ikke-invasiv proces. Hun ville opdage hastigheden, farve, og mængden af ​​blod, der strømmer gennem de små blodkar for at lave en faste, smertefri, nøjagtig diagnose.

Junjie Yao, Ph.D., adjunkt i biomedicinsk teknik, udvikler fotoakustisk billeddannelse:omdannelse af lys, der stråles gennem væv, til ultralydsbølger, der derefter analyseres for at skabe billeder i høj opløsning. Fotoakustisk billeddannelse kan afsløre et vævs anatomiske, funktionel, og metaboliske egenskaber med specificitet på molekylært og neuronalt niveau.

Cardones og Yao gik sammen om at skabe en håndholdt enhed, der kunne levere billedbehandling i høj opløsning af de små blodkar i huden for at diagnosticere vaskulitis. En af de vigtigste designinspirationer kom fra, af alle steder, supermarkedet.

"Vi blev inspireret af de håndholdte enheder, der scanner stregkoder i købmandsforretninger, "siger Yao." Enhederne bruger et polygonspejl og en laserdiode til hurtigt at 'læse' produktinformationen, og vi tilpassede dette koncept til at bygge en prototype håndholdt fotoakustisk enhed til at 'læse' huden. Vi trykte et 3-D polygonspejl, tilføjet en laser og en ultralydstransducer, og læg derefter alt i en vandtæt ramme for at detektere de udsendende ultralydssignaler. "

Den lette, håndholdt prototype er på størrelse med en lommelygte. Med deres fotoakustiske billeddannelsesenhed, Cardones og Yao kan levere funktionel prøveudtagning af huden - en fotoakustisk biopsi - der klart identificerer organisationen og iltningen af ​​små blodkar i vævet.

Med funktionel billeddannelse på op til 13 mm på tværs og 5 mm i dybden, der er mange andre potentielle applikationer af deres enhed, såsom undersøgelse af hudtumorer, hjernesygdomme, og øjensygdomme.

Cardones og Yao håber at vinde IRB -godkendelse og begynde klinisk testning af deres enhed. Udover det, de ser potentiale for kommercialisering og vil samarbejde med MEDx og FDA om at navigere i processen med sikkerhedstest og bringe enheden på markedet.