Физики из Института прикладной физики имени А.В. Гапонова-Грехова РАН совместно с коллегами из Швейцарии создали высокочувствительный ультразвуковой датчик (гидрофон), который легко интегрируется в оптический микроскоп и улучшает качество ангиографических изображений. Разработка описана в статье, опубликованной в журнале Advanced Photonics Nexus.
По внешнему виду сосудистых сетей можно выявлять опухоли, поскольку раковым клеткам нужно много питательных веществ, доставляемых с кровью. Поэтому для медицины важно совершенствовать методы визуализации тканей, в которых развивается опухоль.
Для исследования живых тканей все чаще используются системы оптоакустической визуализации: в результате воздействия импульсным лазерным излучением хромофоры (органические «краски», например, гемоглобин) нагреваются на сотые доли градуса и генерируют ультразвуковые импульсы, на основе которых определяется микроструктура хромофоров. Однако существующие датчики слишком велики и недостаточно чувствительны, поэтому их сложно интегрировать в другие визуализирующие приборы.
Авторы нового исследования на основе фторсодержащего полимера PVDF-TrFE разработали миниатюрный, весом всего около 1 г, ультразвуковой датчик. По сути, это игла с чувствительным полимерным материалом на кончике. Установив прибор в оптическую систему лазерного сканирующего микроскопа, ученые смогли рассмотреть сосуды в головном мозге мышей. На компьютер, подключенный к микроскопу, передавалось обычное фото, а затем оно корректировалось на основе сигналов, измеренных гидрофоном. В результате снимки оказались точнее и контрастнее, чем снятые только с помощью оптического микроскопа.
Такой подход может помочь получать изображения живых тканей с высоким разрешением (0,5 микрометра, что сравнимо с размером бактерий), например, при исследовании опухолей и сосудистых сетей, питающих новообразования. Разработанный датчик легко интегрируется в оптические системы микроскопов — это может быть полезно при исследовании развития опухолей, поскольку позволит детально проследить все особенности раковых клеток, оплетающих их сосудов и окружающих тканей.
