Для измерения жидкости, накапливаемой в коже (в случае отека или обезвоживания), используются сложные электрические, механические и спектроскопические методы. Но точных и неинвазивных методов (без применения игл и других хирургических инструментов) до недавнего времени не существовало
Ученые из Сколтеха и Медицинского отделения Техасского университета (США) изобрели простой оптоакустический метод для мониторинга содержания влаги в коже. Внедрение такого метода может помочь в лечении травм тканей и косметологии.
Ученые из Центра фотоники и квантовых материалов Сколтеха решили использовать оптоакустический метод, который обеспечивает высокое разрешение и глубину зондирования для выявления уровня содержания влаги в коже.
Во время оптоакустического измерения ткань облучается импульсным светом. Под воздействием света происходит термоупругое расширение мишени, которая обнаруживается с помощью ультразвуковых сигналов. Так с помощью оптоакустики ученые ранее научились обнаруживать гемоглобин, меланин и воду. И в последнем исследовании показали, что этот метод можно применять на моделях тканей и на живой коже.
Читать еще: Трахеит при простуде у ребенка: как не позволить вирусу спуститься в легкие
Метод оптоакустики не опасен для клинического применения, поскольку количество энергии, что поглощается тканью для обнаружения сигнала, относительно невелико. Преимущество оптоакустики в сравнении с иными оптическими методами состоит в том, что лазерная энергия проходит только в одном направлении – к поглотителю. Сгенерированный ультразвуковой сигнал не сильно ослабевает в биологических тканях, хотя для обнаружения сигнала с помощью оптических методов луч света должен пройти к поглотителю и обратно (возможно через часть тела).
Исследователи изучали метод на двухслойных конструкциях из желатина и молока. Некоторые из них с помощью воды воспроизводили набухание (отек) под верхним слоем «эпидермиса». Оптоакустический детектор был протестирован и на человеческих запястьях (на тканях без отека). Команда ученых смогла определить оптимальные длины волн для измерения содержания воды.
Планируется провести такие же эксперименты in vivo (вживую) на реальных отеках и увеличить количество разных длин волн, которые генерируют сигнал оптоакустики. Так можно будет определить количество воды в разных слоях кожи.