Interfaces de imagen mejoradas en un sistema multiescala de microscopía óptica y ultrasonido co-registrado

Área de la Ciencia:

• Óptica Biomédica
• Imagen Acústica
• Microscopía Multimodal

Sus antecedentes:

• La integración de ultrasonido (US) con microscopía multifotónica (MPM) ofrece una caracterización completa de tejidos al combinar mecanismos de contraste en escalas espaciales.
• Las implementaciones existentes sufren una degradación de la calidad de la imagen de US cerca de la ventana óptica de vidrio debido al ruido acústico fuera del eje (desorden).

Objetivo del estudio:

• Reducir el desorden acústico cerca de la ventana óptica en sistemas US-MPM.
• Lograr esto sin comprometer la calidad de la imagen MPM.
• Evaluar diferentes materiales de ventana óptica y técnicas de formación de haces de ultrasonido.

Principales métodos:

• Se evaluó el desorden en imágenes de US en modo B utilizando películas de vidrio y polímero (PMP, COC, PC, etc.).
• Se empleó la formación de haces de US enfocada física o sintéticamente con configuraciones de enfoque variadas (f/#).
• Se evaluó la calidad de la imagen MPM utilizando mediciones de la función de extensión del punto (PSF) de generación de segundo armónico (SHG).
• Se cuantificó la alineación de las fibras de colágeno en tendones de cola de rata y geles de colágeno utilizando SHG.

Principales resultados:

• El copolímero de olefina cíclica (COC) y las cubiertas de polímero Ibidi® redujeron el desorden acústico en más del 40% en comparación con el vidrio a f/ ≥ 2 de recepción.
• Estos materiales mostraron un impacto mínimo en la PSF de SHG y los errores de alineación del colágeno (<5% en relación con el vidrio).
• La claridad de las motas de ultrasonido mejoró cerca de la ventana óptica con COC y f/ alto.

Conclusiones:

• Las ventanas ópticas de COC o Ibidi® mejoran significativamente la calidad de la imagen de US en sistemas multimodales.
• Estos materiales no comprometen la calidad de la imagen MPM.
• Los hallazgos respaldan futuros estudios multimodales que requieran datos de US y MPM co-registrados y de alta calidad.