Ziel dieses Projekts ist es, systematisch zu untersuchen, wie die Ultraschallwellenleitung die Lichtübertragung in größere Tiefen streuenden Gewebes verbessern und dadurch die optische und photoakustische Bildgebung in biologischem Gewebe mit erhöhter Eindringtiefe ermöglichen kann. Für die photoakustische Bildgebung streben wir eine Erhöhung der Eindringtiefe eines bestehenden Handscanners auf über 2-3 cm im optischen Fenster des nahen Infrarots (808 nm) an.

Basierend auf unseren Vorstudien entwickeln wir numerische Modelle für die Ausbreitung von Ultraschall und Licht in streuenden Medien sowie für die Lichtwellenleitung durch Ultraschall. Anhand dieser Modelle leiten wir optimale Einstellungen für experimentelle Konfigurationen ab. Anschließend werden diese Einstellungen implementiert und systematisch experimentell mit streuenden Phantomen und streuenden Flüssigkeiten analysiert.

Schließlich kombinieren wir das optimierte Konzept mit der photoakustischen Bildgebung und entwickeln Konzepte für die photoakustische Bildgebung mit größerer Eindringtiefe durch Lichtführung mit Ultraschall. Zusammengefasst haben wir zwei Hauptziele:

1. Ein umfassendes Verständnis der physikalischen Effekte, die der ultraschallinduzierten Lichtwellenleitung in streuenden Medien zugrunde liegen
2. Demonstration einer hohen Eindringtiefe durch ultraschallinduzierte Wellenleitung in der photoakustischen Bildgebung

Im Erfolgsfall wird unser Konzept nicht nur optische Ansätze in der biomedizinischen Bildgebung wie die photoakustische Bildgebung und die diffuse optische Tomographie fördern, sondern auch optische Behandlungen wie zum Beispiel die Laserchirurgie.