Eén van de uitdagingen in de optische beeldvorming is het scherp in beeld brengen van het binnenste van weefsel. Met traditionele methoden kun je tot ongeveer een millimeter diepte kijken. Onderzoekers van de TU Delft hebben nu een nieuwe methode ontwikkeld waarmee ze tot maar liefst vier keer zo diep kunnen gaan: tot zo’n vier millimeter. Vooral de gezondheidszorg kan in de toekomst van de nieuwe techniek profiteren.
De nieuwe
beeldvormingsmethode brengt een aantal bestaande technieken samen. De
belangrijkste is Optische Coherentie Tomografie (OCT), een techniek die
oogartsen gebruiken om het netvlies in beeld te brengen. OCT is vergelijkbaar
met akoestische echografie, maar gebruikt licht in plaats van geluidsgolven en
heeft een hogere resolutie. Aan de hand van de informatie die in de weerkaatste
lichtgolven besloten zit, kan een algoritme een dwarsdoorsnede van het weefsel
maken.
Dwarsdoorsnede
Anders dan bij een normale OCT-scan maken de Delftse onderzoekers geen beelden
met gereflecteerd licht, maar sturen ze het licht dwars door het weefsel heen.
Aan de andere kant vangt een sensor het weer op. De onderzoekers kunnen daarbij
zien welk licht wanneer aankomt. “Het licht dat langer onderweg is, is door het
weefsel verstrooid en komt relatief laat bij de detector aan”, legt TU
Delft-onderzoeker Jeroen Kalkman uit. “Normaliter zorgt dat voor onscherpe
plaatjes. Maar door naar de aankomsttijd te kijken kunnen wij dit verstrooide
licht scheiden van het licht dat recht door het sample is gegaan. Met
dat vroeg aangekomen licht kunnen we een scherp plaatje maken.”
Om een doorsnede, een zogeheten tomogram, van het object te maken, gebruiken de
onderzoekers technieken die bekend zijn uit de computertomografie, waarvan het
bekendste voorbeeld de CT-scan is. “Daarbij meet je een projectie van de
röntgenstraling die door het object heen komt onder heel veel verschillende
hoeken en posities”, aldus Kalkman. “Vervolgens kun je al die verschillende
projecties met behulp van een computer aan elkaar knopen tot een
driedimensionaal beeld. Wij doen net zoiets, maar dan met licht.”
Enorme kick
Om te kijken tot hoe diep hun techniek kon gaan, hebben de onderzoekers hun
methode getest op dode zebravissen, die ze verkregen via een lopende studie bij
het Erasmus MC. De maximale penetratiediepte bleek zo’n vier millimeter te
zijn, een verbetering van een factor vier ten opzichte van de gangbare
reflectie-aanpak bij OCT. Daarnaast kunnen de verschillende zebravisorganen met
hoog contrast worden afgebeeld door zowel naar de sterkte als de aankomsttijd
van het licht te kijken. Kalkman: “We zijn hier met een heel team van
onderzoekers bijna tien jaar mee bezig geweest, dus het geeft een enorme kick
dat we dit nu eindelijk voor elkaar hebben gekregen.”
De nieuwe Delftse techniek kan in de toekomst waardevolle informatie over
bepaalde ziekten opleveren. “Met onze methoden zou je de ontwikkeling van een
ziekte heel precies kunnen volgen in de tijd”, zegt Kalkman. “Zo kunnen we
bijvoorbeeld het effect van medicijnen of potentieel giftige stoffen op weefsel
goed bestuderen, wat nuttige inzichten kan opleveren die kunnen leiden tot een
betere behandeling of betere bescherming.”
Een toepassing van de nieuwe methode is daarnaast de analyse van biopten,
kleine stukjes menselijk weefsel die artsen ter analyse bij patiënten afnemen.
“Momenteel voegen labs vaak fluorescente labels aan biopten toe, of worden ze
in kleine plakjes gesneden en opgehelderd met een vloeistof”, zegt Kalkman.
“Dat duurt lang, en bij het ophelderen en in plakjes snijden kan zo’n biopt
vervormen. Onze techniek kan de biopten naar verwachting in hun
driedimensionale vorm weergeven en zo de arts beter helpen een goede diagnose
te stellen.”
Werd je blij van dit nieuws? Jij kan ons ook blij maken door 1 euro (meer mag natuurlijk ook) per maand over te schrijven op onze Triodosrekening (Goed Nieuws vzw): BE18 5230 8103 2865 - BIC-code TRIOBEBB. Jouw steun helpt ons om goed nieuws te blijven verspreiden. Merci! ❤
