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光聲成像優(yōu)化了檢測靈敏度和軸向分辨率

更新時間:2022-09-26瀏覽:960次
  光聲成像過程通常以在生物組織中發(fā)射的短激光脈沖開始,隨著光子傳播到組織中,一些被生物分子吸收(例如,血紅蛋白,DNA-RNA,脂質(zhì),水,黑色素和細胞色素)。PAT中的各種吸收機制包括(但不限于)電子吸收,振動吸收,受激拉曼吸收和表面等離子體共振吸收。吸收的光能通常通過激發(fā)分子的非輻射弛豫部分或*轉(zhuǎn)化為熱量,熱感應壓力波作為超聲波在組織中傳播,通過超聲換能器或換能器陣列在組織外部檢測超聲波,以形成映射組織內(nèi)原始光能沉積的圖像,PAT對光吸收的微小變化具有100%的相對靈敏度,這意味著光吸收系數(shù)的給定百分比變化產(chǎn)生PA信號幅度的相同百分比變化。
  典型光聲成像系統(tǒng)的主要組成部分包括短脈沖激光器(例如,納秒Q開關Nd:YAG激光器),用于有效的寬帶PA信號發(fā)生;用于信號檢測的寬帶超聲換能器或換能器陣列;用于信號放大和數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);以及用于系統(tǒng)同步,數(shù)據(jù)收集和圖像形成的計算機。換能器的帶寬應與來自所需深度的小型光學吸收器的PA信號的帶寬相匹配,并且能夠承受組織的頻率依賴性聲學衰減。匹配寬帶檢測可優(yōu)化信噪比,從而優(yōu)化檢測靈敏度和軸向分辨率。
  光聲成像優(yōu)點
 ?。?)使用非電離輻射,是一種無損的醫(yī)學成像技術。
 ?。?)光聲成像結(jié)合了光學成像的高對比度和超聲成像的高分辨率。根據(jù)光聲成像技術的原理,它反映的是組織的光吸收分布,對比度高:光學成像解決超聲成像對比度不高,無法有效監(jiān)測早期腫瘤的問題(血紅細胞的光吸收很強);成像過程中探測的是超聲信號,成像的分辨率高:光學成像中,光散射使得成像分辨率隨著成像深度大幅降低,生物組織內(nèi)的超聲散射比光散射弱二至三個兩級,因此對于超過1毫米的深度,超聲成像比光學成像分辨率高。因為生物組織對聲音比對光更透明,所以就散射平均自由程而言,PAT提供了比光學顯微鏡更大的穿透性和可擴展的空間分辨率。
 ?。?)光聲成像本身適用于通過內(nèi)源性對比進行功能,代謝和組織學成像,以及通過外部對比進行分子和細胞成像。
 ?。?)光聲成像與其他成像模式互補并兼容,尤其是光學成像和超聲成像。

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020-39921409

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