脈沖激光光聲成像
脈沖激光光聲成像(Pulsed Laser Photoacoustic Imaging, PL-PAI),是一種新型的生物醫(yī)學成像方法。作為一種非入侵式和非電離式的成像方法,它結(jié)合了純光學組織成像中高選擇特性,和純超聲組織成像中深穿透特性。這種方法從原理上避開了光散射的影響,可得到高分辨率、高對比度的組織圖像,因而逐步被生物醫(yī)學領域?qū)<抑匾暫蛻谩?/p>
新型成像技術:
脈沖激光光聲成像目前已在兩大領域得到應用:臨床醫(yī)學與生物檢測。獨特的技術優(yōu)勢,使其從B超、CT等傳統(tǒng)成像方式中脫穎而出。基于脈沖激光的窄脈寬,成像分辨率可達微米級別。由于組織細胞中物質(zhì)的波長吸收性不同,成像圖像有超高的對比圖。在使用特定波長激光如532nm激光照射時,光子甚至可穿透數(shù)厘米深的組織,實現(xiàn)深層組織成像。由于無需外源性造影劑,保護了操作者及樣品的安全,更不必擔心輻射影響。最后,這種成像方式還可提供組織血氧飽和度、血流動力學等等功能信息。
光聲成像原理
光聲成像原理從過程可拆分為五步。第一步,窄脈寬激光照射生物組織,激光能量被組織吸收。第二步,吸收了大量能量的組織無法短時間內(nèi)釋放能量,溫度升高,引起熱彈性膨脹,周期性熱流使其周圍介質(zhì)熱脹冷縮激發(fā)出超聲波。第三步,超聲換能器接收組織產(chǎn)生的超聲波信號。第四步,特定電路對接收到的超聲信號進行放大、濾波處理。最后一步,計算機利用圖像重建算法,可將超聲波信號轉(zhuǎn)換為組織內(nèi)部結(jié)構圖象。當照射光均勻,重建的圖像將與吸收分布一一對應。
光聲成像設備構成
光聲成像設備系統(tǒng)是一套復雜的系統(tǒng),其主要包括四大核心系統(tǒng):脈沖激光光源、超聲探測系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)。光源是光聲成像最核心的部分,常用如Nd:YAG激光器、基于Nd:YAG激光倍頻的532nm激光器等。而在Nd:YAG激光器或基于Nd:YAG激光倍頻的532nm激光器中,微片激光器憑借其小型化、高峰值功率、穩(wěn)定性高以及成本低的優(yōu)勢得到青睞。超聲探測系統(tǒng)中,常用的有如壓電陶瓷換能器、電容式微機械超聲換能器。前者配合微片激光器,可實現(xiàn)最佳配合。搭配掃描系統(tǒng),可實現(xiàn)組織樣品的二維或三維掃描,最后由計算機系統(tǒng)完成系統(tǒng)重構,得到一副高分辨率、高對比度圖像。
杏林睿光可為光聲成像應用提供不同脈寬、不同波長的脈沖激光產(chǎn)品,如1064nm脈沖激光器、532nm脈沖激光器等。全系列微片脈沖激光器產(chǎn)品經(jīng)過完善的測試及驗證,穩(wěn)定性高,可靠性好,體積小巧易兼容集成。
應用注意事項
實際應用中,由于不同組織的吸收特性和皮下深度不同,以及各種差異性情況,往往需要專業(yè)人員選擇合適的激光參數(shù)及合理的掃描方案。而在臨床醫(yī)學中,還需要取得患者配合,注意激光安全,保護患者,更多結(jié)合患者的實際情況判斷。
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