Combining Diffuse Reflectance Spectroscopy with Fluorescence Lifetime imaging for tissue recognition

Tijdens oncologische chirurgie is het doel om de hele tumor te verwijderen en geen tumor weefsel achter te laten in de patiënt. Omdat het onderscheid maken tussen tumorweefsel en gezond weefsel lastig kan zijn is er in een deel van de patiënten (~20%) sprake van tumor positieve resectieranden. Als een resectierand positief is betekent dit dat er extra behandeling nodig is omdat achter gebleven tumor weefsel vaak opnieuw uitgroeit tot een tumor. Echter, een chirurg weet pas enkele dagen na de operatie, wanneer het resectie preparaat onder de microscoop door een patholoog bekeken is, of hij/zij succesvol is geweest in het verwijderen van de hele tumor. Er is daarom vraag naar een tool die een chirurg intra-operatief kan vertellen of de resectieranden vrij zijn van tumor weefsel. Deze tool moet real time feedback geven die gemakkelijk door de chirurg geïnterpreteerd kan worden.

Binnen onze onderzoeksgroep is veel onderzoek gedaan met Diffuse Reflectie Spectroscopie (DRS). Een DRS spectrum is een licht meting die informatie bevat over de samenstelling en compositie van weefsel en op basis daarvan kunnen weefsels gekarakteriseerd worden. Deze optische technologie kan gebruikt worden in een probe waarmee puntmetingen gedaan worden, of in een hyperspectrale camera waarmee een oppervlak ge-imaged kan worden. 

Eerder onderzoek laat zien dat het met DRS mogelijk is om tumor weefsel van gezond weefsel te onderscheiden in verschillende organen. Uit deze onderzoeken blijkt ook dat in patiënten die voorbehandeld zijn met chemotherapie of radiotherapie het onderscheid tussen gezond en tumor weefsel minder wordt omdat het gezonde weefsel gefibrotiseerd is. Om in deze patiënten groep beter onderscheid te kunnen maken tussen tumor weefsel en gezond fibrotisch weefsel willen we een tweede optische technologie toevoegen. Een mogelijkheid hiervoor is Fluorescentie Lifetime Imaging. Met deze optische technologie is het mogelijk om het verval van fluorescerende stoffen te meten. Een van die stoffen is collageen welke ook in grote mate aanwezig is in gefibrotiseerd weefsel.

Binnen deze onderzoekslijn willen we onderzoeken wat de mogelijkheden zijn voor het combineren van deze twee technologieën. Het is de bedoeling dat de resultaten van de optische metingen direct geprojecteerd worden op het weefsel zodat deze real-time aan de chirurg kunnen worden teruggekoppeld tijdens operaties. Daarnaast is het de bedoeling dat deze real-time optische feedback wordt verwerkt in een chirurgische robot.

Prerequisites

• Enthusiastic Master student in electrical engineering, biomedical engineering, computer science, technical medicine or a related field
• A good team player with excellent communication skills
• A creative solution-finder

Duration: 10 weeks (M2) or 40 weeks (M3)

Start date: a.s.a.p.