Визуализация при помощи ионизирующего излучения с применением так называемого контрастного вещества необходима для отображения оптически-прозрачных органов, таких как мочевой пузырь или лимфатические узлы. Однако до сих пор продолжаются исследования, имеющие своей целью предложить альтернативные методы, опирающиеся на неионизирующее излучение. Совместная научная группа из США и Кореи предложила один из таких способов. По их мнению, техники ионизирующего облучения может заменить применение однослойных углеродных нанотрубок в качестве контрастного агента для фотоакустической томографии.

Фотоакустическое отображение быстро завоевывает позиции достойной альтернативы методикам исследования, основанным на использовании ионизирующего (рентгеновского) излучения. Хотя сами по себе основы и возможности этой техники уже хорошо документированы,

до сих пор существует потенциал для улучшения методики за счет различных контрастных агентов, особенно для исследования оптически и рентгенологически прозрачных органов, в частности, лимфатических узлов и мочевого пузыря.

Рис. 1. Фотоакустические изображения, полученные в ходе визуализации лимфатических узлов крыс.

Совместная группа ученых из State University of New York (США), Pukyong National University (Корея) и Kyungpook National University (Корея) предложила собственную фотоакустическую систему визуализации, основанную на лазере с длиной волны 820 нм, в рамках которой в качестве контрастного агента использовались однослойные углеродные нанотрубки, легированные зеленым индоцианином (молекулами красителя).

Применение именно легированных нанотрубок обусловлено тем, что, согласно более ранним исследованиям, они поглощают в четыре раза больше света, чем обычные однослойные углеродные нанотрубки, в ближней инфракрасной области спектра (в диапазоне 600 – 900 нм, что близко к рабочей длине волны прибора).

Предложенная методика была проверена на организме подопытных крыс. Исследования показали, что

разработанный контраст действительно обеспечивает хорошую видимость подмышечных лимфатических узлов и мочевого пузыря. Оценка действия контрастного агента производилась путем сравнения полученных изображений с контрольными (при съемке которых не применялись никакие дополнительные химические вещества).

Работа ученых является первым доказательством того, что нанотрубки могут применяться для отображения лимфатических узлов и мочевого пузыря живых особей.

Практика показала, что для накопления нужного количества контрастного агента в лимфатических узлах достаточно 20 – 30 минут, а в мочевом пузыре они накапливаются практически мгновенно. В результате для получения трехмерного изображения области размером 25 х 25 х 10 см достаточно всего порядка 25 минут. Кроме того,

результаты фотоакустического исследования могут быть дополнены ультразвуковыми изображениями, получаемыми в режиме реального времени.

Подробные результаты работы опубликованы в журнале Physics in Medicine and Biology.

После успешного доказательства жизнеспособности методики ученые планируют опробовать ее на визуализации метастатических лимфатических узлов. Кроме того, предполагается провести ряд исследований мочевых пузырей у крупных животных с помощью портативного аналога прибора, чтобы доказать возможность применения техники в клинических условиях.