В новом исследовании, опубликованном в Light: Science & Applications, группа ученых под руководством Джабера Малекзаде-Наджафабади и Василиса Нциахристоса изучила природу нелинейных изменений в оптоакустической томографии при слабом световом воздействии.

Оказалось, что ключевую роль в нелинейности сигналов играет изменение электромагнитной проницаемости из-за теплового возбуждения.

Это проявляется особенно сильно на высоких частотах, и ученые предложили использовать этот эффект как новый способ контрастирования изображений.

С помощью теоретических моделей и экспериментов команда доказала, что такой подход работает — они первыми получили изображения с уникальным контрастом как на искусственных моделях, так и в живых тканях мышей.

Метод показал потенциал для отслеживания физиологических и патологических изменений в почках, печени и других органах, что может помочь в изучении болезней, связанных с нарушением состава тканей, например, ожирения или метаболических расстройств.

Нас фундаментально интересовало, откуда берется нелинейность в оптоакустических сигналах», — говорит Нциахристос.  «Теперь мы видим, что ее можно использовать как принципиально новый контрастный механизм, — добавляет Малекзаде-Наджафабади.

Хотя нужны дополнительные исследования, метод уже можно применять в науке и клинической практике, — заключает Нциахристос.

Этот метод может стать прорывом в ранней диагностике:

• Высокая чувствительность — улавливает малейшие изменения в тканях.
• Безопасность — работает при низкой энергии света, не повреждая клетки.
• Универсальность — подходит для изучения разных органов и патологий.

Особенно ценна возможность отслеживать динамику заболеваний, связанных с изменением структуры тканей, например, фиброза или жировой дистрофии.

Пока неясно, как метод поведет себя в клинике: эксперименты на мышах — это лишь первый шаг. Человеческие ткани сложнее, и влияние артефактов (например, движения пациента) может снизить точность.

Ранее ученые заявили, что новая МРТ предсказывает развитие деменции.