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Imaging 3D chimicamente sensibile – Sinergia di 2 modalità di imaging

La combinazione di due tecnologie di imaging all'avanguardia potrebbe aumentare la sensibilità e la risoluzione consentendo così di superare le limitazioni e sviluppare le funzionalità delle tecnologie di imaging medico.
Imaging 3D chimicamente sensibile – Sinergia di 2 modalità di imaging
La sofisticata tecnologia di imaging è molto importante nell'ambiente clinico per diagnosticare malattie e favorire la somministrazione di farmaci. Per migliorare le funzionalità di imaging correnti, è possibile sviluppare ulteriormente due importanti tecniche di imaging attualmente in uso: la tomografia a coerenza ottica (OCT, Optical Coherence Tomography) e la spettroscopia Raman anti-Stokes coerente (CARS, Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy). Era questo lo scopo del progetto 3D3CSI ("Three-dimensional clinical coherent chemically-sensitive imaging"), finanziato dall'UE.

Generalmente, la CARS si utilizza per l'imaging non invasivo di lipidi in pazienti o test di laboratorio, mentre la OCT per creare immagini tridimensionali (3D) in oftalmologia e cardiologia. Il team di progetto ha lavorato allo sviluppo di una tecnologia di imaging 3D multimodale chimicamente sensibile combinando insieme l'innovativa OCT ad altissima risoluzione assiale alla sensibilità della CARS.

Sebbene la OCT offra una sensibilità e una velocità estremamente elevate, non può distinguere facilmente diverse sostanze chimiche. La CARS, dal canto suo, è in grado di estrarre specifiche informazioni biochimiche, ma le difficoltà tecniche per l'integrazione con la tecnologia OCT sono state molte. I nuovi sviluppi in ambito CARS potrebbero comunque semplificare l'uso di laser a larghissimo spettro utilizzati anche nella OCT ad altissima risoluzione assiale.

In questo contesto, il team di progetto ha realizzato uno strumento medico semplice, compatto ed economicamente conveniente. Questo dispositivo sarebbe in grado di registrare simultaneamente informazioni morfologiche e relative alla profondità a livello cellulare negli ambienti clinici. Questa straordinaria acquisizione non invasiva di informazioni metaboliche e tissutali aumenterebbe drasticamente la comprensione dei processi fisiologici e patologici da parte dei ricercatori nel loro ambiente 3D nativo.

Il team è riuscito a combinare insieme queste due tecnologie consentendo l'estrazione di informazioni chimiche e morfologiche complete da strutture sconosciute all'interno di campioni complessi. Ha personalizzato un laser allo zaffiro di titanio da utilizzare in entrambe le tecnologie CARS e OCT portando così questa tecnologia di imaging di prossima generazione nel settore medico. Si presume che il successo della commercializzazione di questa tecnologia per applicazioni cliniche sia destinato a migliorare la diagnosi e il trattamento di numerose malattie.

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