Мультиспектральная оптоакустическая томография

Мультиспектральная оптоакустическая томография (МСОТ) — технология визуализации для получения оптических изображений высокого разрешения в рассеивающей среде, в том числе в биологических тканях. Основой МСОТ является воздействие на биологическую ткань лазерного излучения с ультракороткими импульсами продолжительностью в диапазоне 1-100 нс. Поглощение тканями излучаемых световых импульсов вызывает термоупругие напряжения в области поглощения света, феномен известный как оптоакустический или иначе фотоакустический эффект. Подобное тепловое расширение обусловливает возбуждение ультразвуковых волн в среде, которые в свою очередь могут быть приняты и преобразованы для получения изображения. Этап формации изображения может быть выполнен посредством аппаратного обеспечения (например, акустической или оптической фокусировки) или с помощью компьютерной томографии (математический алгоритм получения изображения).

Принципы работы

Принципы работы МСОТ показаны на Рис. 2. МСОТ обнаруживает фотоэхо, то есть ультразвуковые волны, генерируемые в результате термоупругого расширения исследуемого образца (например, биологической ткани) после поглощения им электромагнитной энергии. Как правило, образец подвергается излучению с импульсами в наносекундном диапазоне, в качестве альтернативы может быть использован модулированный по интенсивности свет. По меньшей мере часть электромагнитной энергии, поглощенной образцом, преобразуется в тепло; наблюдаемое вследствие этого процесса повышение температуры, по амплитуде исчисляемое в милли-Кельвинах, ведёт к термоупругому расширению образца. Это порождает волну давления в виде ультразвуковой волны широкого диапазона частот.

Пример

Фоновый контент изображений, представляющий меньшей интерес, может быть уменьшен с использованием различий во временной составляющей (например, вычитание изображения, соответствующего базовой временной точке), а также в спектрах поглощения различных поглотителей света (спектральное разложение).

Связанные термины