2011/03/B/ST7/02576

Kierownik projektu: Prof. dr hab. inż. Adam Liebert

Optyczne obrazowanie małych zwierząt stanowi ważny element rozwoju technik diagnostyki medycznej. Zwierzęta doświadczalne, dzięki swoim rozmiarom stanowią bowiem łatwy obiekt badań, a jednocześnie są doskonałym modelem do dalszych badań na ludziach.
Celem projektu jest opracowanie metodyki pomiarowej optycznego obrazowania molekularnego z wykorzystaniem barwników fluorescencyjnych. Cel projektu będzie realizowany z wykorzystaniem urządzenia do optycznego obrazowania małych zwierząt. Obrazowanie optyczne realizowane będzie z użyciem techniki czasowo-rozdzielczej.

W ramach projektu rozwiązane zostaną problemy dotyczące algorytmów rekonstrukcji obiektów trójwymiarowych. Wykonane zostaną serie fantomów o różnych właściwościach optycznych w zakresie wartości typowych dla tkanek. Fantomy będą miały kształty zbliżone do kształtów ciał małych zwierząt doświadczalnych (szczur, mysz). Urządzenie tomograficzne zostanie przetestowane na wykonanych fantomach w tym również na fantomach pozwalających na ocenę dynamicznych zmian parametrów optycznych. Fantomy takie pozwolą na ocenę możliwości zastosowania przyrządu do badań szybkości napływu środka kontrastującego w celu pomiaru ukrwienia badanych tkanek. Badania na fantomach pozwolą na ocenę możliwości zastosowania różnych barwników do obrazowania obiektów w przestrzeni 3D wraz z określeniem rozdzielczości przestrzennej zastosowanych metod rekonstrukcji.

Wykorzystanie metody czasowo-rozdzielczej będzie pozwalało na ocenę czasu relaksacji fluorescencyjnej (Lakowicz 1999). Ocena tego czasu pozwala na badania zmienności otoczenia w jakim znajduje się oceniany fluorofor przyczyniając się do polepszenia specyficzności rekonstrukcji tomograficznej (Godavarty, Sevick-Muraca et al. 2005; Kumar, Raymond et al. 2006; Bourayou, Boeth et al. 2008; Kumar, Raymond et al. 2008). Znaczniki optyczne mogą podlegać akumulacji w wybranych strukturach tkankowych i pozwalają na ocenę przestrzenną tkanek dotkniętych wybranymi schorzeniami takimi jak zmiany nowotworowe, stany zapalne, stany niedokrwienne tkanek. Taka ocena pozwala potencjalnie na monitorowanie postępów chorób i efektów procedur terapeutycznych przyczyniając się do redukcji kosztów badań przedklinicznych (Weissleder, Ross et al. 2010).

Na podstawie wyników badań fantomowych oraz z uwzględnieniem opracowanych algorytmów rekonstrukcyjnych przeprowadzone zostaną w ramach projektu badania tomograficzne na małych zwierzętach doświadczalnych (szczurach). Rekonstrukcja 3D pozwoli na zobrazowanie struktury wewnętrznej badanego zwierzęcia. Zbadana zostanie czułość opracowanej metody i możliwość jej zastosowania w rekonstrukcji przestrzennej struktury narządów badanego zwierzęcia oraz możliwość zastosowania rozkładów czasów relaksacji fluorescencyjnej dla oceny właściwości tych narządów.