Rapid Stiffness Mapping in Soft Biologic Tissues With Micrometer Resolution Using Optical Multifrequency Time‐Harmonic Elastography
Abstract: Rapid mapping of the mechanical properties of soft biological tissues from light microscopy to macroscopic imaging can transform fundamental biophysical research by providing clinical biomarkers to complement in vivo elastography. This work introduces superfast optical multifrequency time‐harmonic elastography (OMTHE) to remotely encode surface and subsurface shear wave fields for generating maps of tissue stiffness with unprecedented detail resolution. OMTHE rigorously exploits the space‐time propagation characteristics of multifrequency time‐harmonic waves to address current limitations of biomechanical imaging and elastography. Key solutions are presented for stimulation, wave decoding, and stiffness reconstruction of shear waves at multiple harmonic frequencies, all tuned to provide consistent stiffness values across resolutions from microns to millimeters. OMTHE's versatility is demonstrated by simulations, phantoms, Bacillus subtilis biofilms, zebrafish embryos and adult zebrafish, reflecting the diversity of biological systems from a mechanics perspective. By zooming in on stiffness details from coarse to finer scales, OMTHE has the potential to advance mechanobiology and offers a way to perform biomechanics‐based tissue histology that consistently matches in vivo time‐harmonic elastography in patients.
- Location
-
Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
- Extent
-
Online-Ressource
- Language
-
Englisch
- Bibliographic citation
-
Rapid Stiffness Mapping in Soft Biologic Tissues With Micrometer Resolution Using Optical Multifrequency Time‐Harmonic Elastography ; day:16 ; month:12 ; year:2024 ; extent:18
Advanced science ; (16.12.2024) (gesamt 18)
- Creator
-
Jordan, Jakob
Jaitner, Noah
Meyer, Tom
Bramè, Luca
Ghrayeb, Mnar
Köppke, Julia
Böhm, Oliver
Chandia, Stefan Klemmer
Zaburdaev, Vasily
Chai, Liraz
Tzschätzsch, Heiko
Mura, Joaquin
Braun, Jürgen
Hagemann, Anja I.H.
Sack, Ingolf
- DOI
-
10.1002/advs.202410473
- URN
-
urn:nbn:de:101:1-2412171321517.530891944555
- Rights
-
Open Access; Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
- Last update
-
15.08.2025, 7:25 AM CEST
Data provider
Deutsche Nationalbibliothek. If you have any questions about the object, please contact the data provider.
Associated
- Jordan, Jakob
- Jaitner, Noah
- Meyer, Tom
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- Zaburdaev, Vasily
- Chai, Liraz
- Tzschätzsch, Heiko
- Mura, Joaquin
- Braun, Jürgen
- Hagemann, Anja I.H.
- Sack, Ingolf
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