Teknik Pencitraan Inovatif untuk Nanotermometri Optik Dinamis
Teknik pencitraan baru, yang dikembangkan oleh tim Profesor Jinyang Liang dan Fiorenzo Vetrone di Institut National de la Recherche Scientifique (INRS), dapat mengukur suhu dalam 2D, tanpa kontak. Deteksi suhu real-time yang akurat ini suatu hari nanti dapat meningkatkan terapi fototermal dan membantu diagnosis dini kanker kulit.
Teknologi ini, yang dikenal sebagai termometri pencitraan seumur hidup photoluminescence single-shot (SPLIT), didasarkan pada pendaran nanopartikel yang diolah dengan ion tanah jarang. “Nanopartikel ini dianggap sebagai nanotermometer karena sifat luminescentnya berubah dengan suhu lingkungan. Mereka juga biokompatibel,” kata Profesor Vetrone.
Alih-alih mencitrakan pendaran titik demi titik, yang memakan waktu, SPLIT menggunakan kamera ultra-kecepatan baru untuk melacak seberapa cepat pendaran partikel nano ini meluruh di setiap titik spasial. Suhu kemudian dapat dirasakan dengan memeriksa seberapa cepat cahaya yang dipancarkan memudar. Karena secara real time, SPLIT dapat mengikuti fenomena yang terjadi.
Untuk pertama kalinya, ini memungkinkan termometri luminesensi menggunakan masa pakai nanopartikel dengan sampel bergerak. “Dibandingkan dengan teknik termometri yang ada, SPLIT lebih cepat dan memiliki resolusi yang lebih tinggi. Ini memungkinkan penginderaan suhu yang lebih akurat dengan solusi canggih dan ekonomis,” kata Profesor Liang.
Profesor Liang dan Vetrone percaya bahwa teknologi SPLIT dapat, antara lain, meningkatkan kemampuan untuk mendeteksi dan mengobati kanker kulit. Saat ini, kemampuan untuk mendeteksi melanoma, dan lebih khusus lagi, mikro-melanoma, masih terbatas. Pendekatan diagnostik yang ada dibatasi oleh invasi, resolusi, dan akurasinya, yang menyebabkan sejumlah besar biopsi yang tidak perlu.
Termometri optik dengan demikian dapat digunakan untuk mendeteksi sel kanker, yang metabolismenya cepat menyebabkan suhu yang lebih tinggi daripada suhu jaringan normal, membuatnya lebih terlihat dengan SPLIT.
Untuk mendeteksi melanoma, klinik dapat menggunakan kamera termal, tetapi resolusinya rendah. “SPLIT menandai langkah penting dalam pengembangan teknis. Dengan resolusi tinggi, teknologi ini dapat digunakan untuk secara tepat menemukan tahi lalat kanker,” kata Profesor Liang.
Di luar deteksi, teknologi ini juga dapat digunakan untuk memantau dosis cahaya selama jenis perawatan tertentu. Misalnya, terapi fototermal menyerang sel kanker melalui panas yang dihasilkan oleh paparan cahaya inframerah-dekat. “Kami ingin membasmi kanker, tetapi tidak pada jaringan di sekitarnya, jadi jika suhunya terlalu tinggi, pengobatannya bisa dikurangi atau dihentikan untuk sementara waktu. Jika terlalu rendah, kita bisa meningkatkan cahaya untuk mendapatkan dosis yang tepat,” kata Vetrone.
