Herausgeber:

Mithun Kuniyil Ajith Singh

Zusammenfassung:

• Erstes Buch über LED-basierte photoakustische Bildgebung
• Behandelt Grundlagen, Prinzipien, Instrumentierung, Rekonstruktion und Daten-/Bildverarbeitungsmethoden
• Erörtert die präklinischen und klinischen Anwendungen der LED-basierten photoakustischen Bildgebung
• Enthält Beiträge aus Industrie und Wissenschaft gleichermaßen
• Beleuchtet die Chancen und Herausforderungen der klinischen Umsetzung aus Sicht der Industrie

Autoren:

Yunhao Zhu, Ting Feng, Qian Cheng, Xueding Wang, Sidan Du, Naoto Sato, Jie Yuan, und Mithun Kuniyil Ajith Singh

Zusammenfassung:

• Erster wissenschaftlicher Überblick über die LED-basierte photoakustische Bildgebung
• Gründliche Diskussion über die Entwicklung der Technologie in historischer Perspektive
• Umfassende Überprüfung der Arbeiten vom ersten Bericht über die Verwendung von LEDs für die photoakustische Bildgebung bis zu den neuesten Entwicklungen auf diesem Gebiet
• Vergleich verschiedener Beleuchtungsquellen, die in der photoakustischen Bildgebung eingesetzt werden (Laser, Laserdioden und LEDs) in Bezug auf Kosten, Tragbarkeit und Bildgebungsspezifikationen
• Zusammenfassung aller präklinischen und klinischen Anwendungen der LED-basierten photoakustischen Bildgebung, über die bis Anfang 2020 berichtet wurde

Autoren:

Junggun Jo, Guan Xu, Yunhao Zhu, Mary Burton, Jeffrey Sarazin, Elena Schiopu Schiopu, Girish Gandikota und Xueding Wang

Zusammenfassung:

• Erste klinische Pilotstudie, die das Potenzial der LED-basierten photoakustischen Bildgebung bei entzündlicher Arthritis belegt
• LED-photoakustische Bilder von 12 Gelenken mit klinisch aktiver Arthritis, fünf Gelenken mit subklinisch aktiver Arthritis und 12 normalen Gelenken wurden mit US-Doppler verglichen
• Die LED-photoakustische Bildgebung bot eine höhere Empfindlichkeit als der US-Doppler (Goldstandard) bei der Erkennung der angiogenen Mikrogefäße
• Eindeutiger Nachweis, dass die LED-basierte photoakustische Bildgebung eine hervorragende tragbare Bildgebungsmethode für die Erkennung von entzündlicher Arthritis und die Überwachung der Behandlung darstellt

Autoren:

Ali Hariri, Eric Zhao, Ananthakrishna Soundaram Jeevarathinam, Jeanne Lemaster, Jianjian Zhang, and Jesse V. Jokerst

Zusammenfassung:

• Erste präklinische Studie, die die molekularen Bildgebungsmöglichkeiten der LED-basierten Photoakustik demonstriert
• In dieser Arbeit haben die Autoren RONS (reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies) in Gewebeproben unter Verwendung eines im nahen Infrarot absorbierenden Moleküls (CyBA) und LED-basierter photoakustischer Bildgebung gemessen
• Im Vergleich zu laserbasierten photoakustischen Bildgebungssystemen wurde bei der Verwendung eines LED-basierten Systems für diese hochempfindliche molekulare Bildgebungsanwendung kein Photobleaching beobachtet
• Neben dem Vorteil einer erheblichen Verringerung der Größe und der Kosten zeigen die Autoren das beispiellose Potenzial der LED-basierten Photoakustik für die molekulare Bildgebung

Autoren:

Kalloor Joseph Francis, Yoeri E. Boink, Maura Dantuma, Mithun Kuniyil Ajith Singh, Srirang Manohar, and Wiendelt Steenbergen

Zusammenfassung:

• Bericht über eine Methode zur Realisierung von tomographischem Ultraschall und photoakustischer Bildgebung unter Verwendung eines LED-basierten photoakustischen und Ultraschallsystems
• Mehrere Beleuchtungskonfigurationen, die sich für die Bildgebung von menschlichen Fingern und Tiergehirnen eignen, wurden eingehend untersucht
• Es wurden hochauflösende LED-basierte photoakustische und Ultraschallbilder von menschlichen Finger- und Tiergelenken erhalten. Das Potenzial der Methode für die Diagnose von entzündlicher Arthritis und die Überwachung der Behandlung in einem ressourcenbeschränkten präklinischen und klinischen Umfeld konnten aufgezeigt werden
• Die vorgeschlagene Methode kann eine breite Palette von klinischen Anwendungen finden, insbesondere im Point-of-Care-Bereich, wo eine kostengünstige und kompakte Ausrüstung erforderlich ist.

Autoren:

Wenfeng Xia, Mithun Kuniyil Ajith Singh, Efthymios Maneas, Naoto Sato, Yusuke Shigeta, Toshitaka Agano, Sebastian Ourselin, Simeon J. West, and Adrien E. Desjardins

Zusammenfassung:

• Erste Studie, die das Potenzial der LED-basierten photoakustischen Bildgebung bei der Steuerung minimalinvasiver Verfahren mit peripheren Gefäßzielen belegt
• Die LED-basierte PA-Bildgebung bot einen höheren Kontrast bei der Visualisierung des klinischen Nadelschafts und der Nadelspitze im Vergleich zur Ultraschallbildgebung, dem Goldstandard
• Anhand von Phantom- und In-vivo-Experimenten mit menschlichen Probanden zeigten die Autoren, dass die kombinierte LED-basierte PA- und US-Bildgebung Potenzial für die minimalinvasive chirurgische Führung bietet
• Demonstration des Potenzials eines tragbaren LED-basierten Systems in einem ressourcenbeschränkten klinischen Umfeld zur Führung von Eingriffen mit klinischen Metallnadeln

Autoren:

Qian Cheng, Menglu Qian, Xiuli Wang, Haonan Zhang, Peiru Wang, Long Wen, Jing Pan, Ya Gao, Shiying Wu, Mengjiao Zhang, Yingna Chen, Naoto Sato, and Xueding Wang

Zusammenfassung:

• Erste klinische Pilotstudie, die das Potenzial der LED-basierten photoakustischen Bildgebung bei der Diagnose und Behandlungsüberwachung von Portweinflecken aufzeigt
• Gründliche Behandlung sowohl der theoretischen als auch der klinischen experimentellen Aspekte
• 22 Patienten wurden in die Studie einbezogen und die Leistungsfähigkeit der LED-basierten PA-Bildgebung wurde mit Goldstandardtechniken wie der Dermatoskopie verglichen
• Es wurde ein neuer LED-photoakustischer Index entwickelt, der als Hilfsmittel zur Erkennung von Portweinflecken und zur Überwachung der PDT-Behandlung verwendet werden kann
• Es wurde eindeutig nachgewiesen, dass die LED-basierte Photoakustik ein wertvolles Instrument für die Frühdiagnose und die Überwachung der photodynamischen Therapie bei der Portweinfleckenkrankheit sein kann