Agentes potenciadores del contraste para superar los desafíos físicos y prácticos de las imágenes fotoacústicas

Un equipo de investigación de POSTECH dirigido por el profesor Chulhong Kim (Departamento de Ingeniería Eléctrica, Departamento de Ingeniería de TI de Convergencia y Departamento de Ingeniería Mecánica) ha compilado los hallazgos de una investigación innovadora sobre imágenes fotoacústicas mejoradas con contraste realizadas durante los últimos cuatro años. Estos hallazgos fueron presentados recientemente en Revisiones químicas.

Durante décadas, la comunidad científica ha estado investigando el potencial de la imagen fotoacústica como modalidad de imagen biomédica. Sin embargo, a pesar de su contraste óptico mejorado y su resolución espaciotemporal ultrasónica, las imágenes fotoacústicas se enfrentan a limitaciones físicas, como una baja relación señal-ruido (SNR), un contraste de imagen reducido debido a una fuerte atenuación óptica y un límite inferior en la resolución espacial cuando se obtienen imágenes de tejidos profundos.

Además de estos desafíos, las imágenes fotoacústicas mejoradas con contraste encuentran obstáculos prácticos, como la falta de una focalización específica de células efectiva debido a la baja eficiencia de administración y las dificultades para desarrollar agentes traducibles clínicamente.

Es imperativo identificar las limitaciones de la imagen fotoacústica convencional para facilitar el avance de este campo. Esto se puede lograr mediante el desarrollo de agentes que realcen el contraste, que deben ir acompañados de sistemas de adquisición de imágenes de alto rendimiento para abordar los desafíos inherentes a las imágenes fotoacústicas.

En esta revisión, el equipo de investigación examina los últimos cuatro años de investigación para superar los desafíos físicos y prácticos de las imágenes fotoacústicas, con respecto a SNR/contraste, resolución espacial, entrega dirigida y aplicación clínica.

Además, el equipo proporciona un análisis detallado de estrategias prometedoras para abordar cada desafío, como agentes de fotoconmutación, agentes de infrarrojo cercano II, agentes de localización de superresolución o agentes micromotores. Para fomentar nuevos desarrollos en este marco, el equipo ofrece sugerencias para futuras direcciones de investigación que potencialmente pueden permitir imágenes fotoacústicas mejoradas con contraste de próxima generación.