$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Cystografia rentgenowska1 to proces obrazowania do identyfikacji chorób związanych z pęcherzem, takich jak rak pęcherza moczowego, refluks pęcherzowo-moczowodowy, zablokowanie moczowodów, pęcherz neurogenny, itp. 2-5 Zazwyczaj mocz jest oddawany w mocz, a przez cewnik wstrzykiwany jest środek nieprzezroczysty dla promieni rentgenowskich. Następnie wykonywane są fluoroskopowe obrazy rentgenowskie w celu wyznaczenia pęcherzy moczowych. Jednak kluczową kwestią bezpieczeństwa jest to, że w tej procedurze stosuje się szkodliwe promieniowanie jonizujące. Odsetek skumulowanego ryzyka zachorowania na raka do 75 roku życia w wyniku diagnostycznych zdjęć rentgenowskich waha się od 0,6 do 1,8%. 6 Ponadto zagrożenie rakotwórcze jest znaczne u pacjentów pediatrycznych. Badanie przeprowadzone w Wielkiej Brytanii wykazało, że spośród 9 głównych narządów wewnętrznych, średnia roczna dawka promieniowania z diagnostycznych promieni rentgenowskich była najwyższa w pęcherzu moczowym u dzieci płci żeńskiej poniżej 4 roku życia i druga co do wielkości u dzieci płci męskiej poniżej 4 roku życia. 7 Wskazuje to, że ryzyko raka pęcherza moczowego jest największe u pacjentów pediatrycznych. Chociaż radiolodzy dziecięcy dążą do zmniejszenia narażenia na promieniowanie tak nisko, jak jest to racjonalnie osiągalne, nie można całkowicie wykluczyć promieniowania jonizującego. W związku z tym ograniczenie stwarza potrzebę całkowicie wolnej od promieniowania, czułej, opłacalnej i wysokorozdzielczej metody obrazowania z nieradioaktywnymi środkami kontrastowymi w cystografii.
Ostatnio, tomografia fotoakustyczna (PAT) stała się główną metodą obrazowania biomedycznego, ponieważ PAT może zapewnić silne kontrasty absorpcji optycznej i wysoką rozdzielczość przestrzenną ultradźwięków w tkankach biologicznych. 8 Zasada działania PAT polega na tym, że fale ultradźwiękowe są indukowane w wyniku termoelastycznego rozszerzania się celu, po którym następuje absorpcja światła. Poprzez detekcję czasowo rozdzielczych fal akustycznych rozchodzących się przez ośrodek, powstają dwu- lub trójwymiarowe obrazy fotoakustyczne (PA). Ponieważ ultradźwięki (US) są znacznie mniej rozproszone w tkankach w porównaniu ze światłem (zwykle dwa lub trzy rzędy wielkości), głębokość obrazowania PAT może sięgać nawet ~8 cm w tkankach, podczas gdy rozdzielczość przestrzenna jest utrzymywana na poziomie 1/200 głębokości obrazowania. 9 Do najważniejszych zalet PAT w zastosowaniach cystograficznych należą: (1) PAT jest całkowicie wolny od promieniowania jonizującego. (2) Systemy obrazowania klinicznego US można łatwo dostosować do dostarczania dwumodalnych możliwości obrazowania PA i US. W związku z tym dwumodalny system obrazowania PA/US może być stosunkowo przenośny, ekonomiczny i szybki, co jest kluczowym kryterium szybkiej translacji klinicznej. Wykorzystując zarówno kontrasty endogenne, jak i egzogenne, PAT zapewnił obrazowanie morfologiczne, funkcjonalne i molekularne tkanek w wysokiej rozdzielczości w celu zbadania fizjopatologii guza, hemodynamiki mózgu, narządów wewnętrznych, okulistyki, angiografii itp. 10-16
W tym artykule demonstrujemy eksperymentalne protokoły niejonizującej cystropografii fotoakustycznej (PAC) przy użyciu absorbentów optycznych bliskiej podczerwieni (NIR) (np. błękitu metylenowego, nanoklatek złotych lub jednościennych nanorurek węglowych) jako nietoksycznych znaczników mętności optycznej. Pęcherze szczurów wypełnione środkami kontrastowymi zostały oznaczone fotoakustycznie i spektroskopowo in vivo. W pęcherzach i nerkach szczurów nie gromadziły się trwale żadne środki. W ten sposób można wykluczyć toksyczność długotrwałą, która może być spowodowana nagromadzeniem środka. Wynik ten sugeruje, że PAC w połączeniu z absorberami optycznymi może być potencjalnie nieszkodliwą metodą cystograficzną dla pacjentów pediatrycznych. W tym artykule omówiono konfigurację systemu, wyrównanie systemu oraz procedury obrazowania in vivo / ex vivo.