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Exploiting light coherence in photoacoustic imaging

Descripción del proyecto

Luz coherente: una herramienta para aumentar la resolución de las imágenes fotoacústicas

La obtención de imágenes es esencial para el diagnóstico médico, la monitorización y la endoscopia, donde se suelen utilizar imágenes ópticas y de ultrasonidos. La obtención de imágenes fotoacústicas es una modalidad de nueva aparición que aprovecha el efecto fotoacústico, es decir, la generación de sonido a través de la absorción de luz. Se basa en la detección de ondas ultrasónicas. Dado que estas se dispersan débilmente en el tejido biológico, la obtención de imágenes fotoacústicas proporciona imágenes de resolución acústica de la absorción óptica de forma no invasiva a grandes profundidades en comparación con las técnicas puramente ópticas limitadas por la dispersión óptica. El equipo del proyecto COHERENCE, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, tiene como objetivo mejorar significativamente la resolución en profundidad, utilizando y manipulando luz coherente. Para ello, desarrollarán nuevos métodos basados en la iluminación speckle, el modelado del frente de onda y la obtención de imágenes de superresolución.

Objetivo

Photoacoustic imaging is an emerging multi-wave imaging modality that couples light excitation to acoustic detection, via the photoacoustic effect (sound generation via light absorption). Photoacoustic imaging provides images of optical absorption (as opposed to optical scattering). In addition, as photoacoustic imaging relies on detecting ultrasound waves that are very weakly scattered in biological tissue, it provides acoustic-resolution images of optical absorption non-invasively at large depths (up to several cm), where purely optical techniques have a poor resolution because of multiple scattering. As for conventional purely optical approaches, optical-resolution photoacoustic microscopy can also be performed non-invasively for shallow depth (< 1 mm), or invasively at depth by endoscopic approaches. However, photoacoustic imaging suffers several limitations. For imaging at greater depths, non-invasive photoacoustic imaging in the acoustic-resolution regime is limited by a depth-to-resolution ratio of about 100, because ultrasound attenuation increases with frequency. Optical-resolution photoacoustic endoscopy has very recently been introduced as a complementary approach, but is currently limited in terms of resolution (> 6 µm) and footprint (diameter > 2 mm).
The overall objective of COHERENCE is to break the above limitations and reach diffraction-limited optical-resolution photoacoustic imaging at depth in tissue in vivo. To do so, the core concept of COHERENCE is to use and manipulate coherent light in photoacoustic imaging. Specifically, COHERENCE will develop novel methods based on speckle illumination, wavefront shaping and super-resolution imaging. COHERENCE will result in two prototypes for tissue imaging, an optical-resolution photoacoustic endoscope for minimally-invasive any-depth tissue imaging, and a non-invasive photoacoustic microscope with enhanced depth-to-resolution ratio, up to optical resolution in the multiply-scattered light regime.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

ERC-COG - Consolidator Grant

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2015-CoG

Ver todos los proyectos financiados en el marco de esta convocatoria

Institución de acogida

UNIVERSITE GRENOBLE ALPES
Aportación neta de la UEn
€ 1 932 630,00
Dirección
621 AVENUE CENTRALE
38058 Grenoble
Francia
Región
Auvergne-Rhône-Alpes Rhône-Alpes Isère
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 2 116 290,00

Beneficiarios (2)