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脉冲激光光声成像
2025-06-30

脉冲激光光声成像(Pulsed Laser Photoacoustic Imaging, PL-PAI),是一种新型的生物医学成像方法。作为一种非入侵式和非电离式的成像方法,它结合了纯光学组织成像中高选择特性,和纯超声组织成像中深穿透特性。这种方法从原理上避开了光散射的影响,可得到高分辨率、高对比度的组织图像,因而逐步被生物医学领域专家重视和应用。

 

新型成像技术:

脉冲激光光声成像现在已在两大领域得到应用:临床医学与生物检测。独特的技术优势,使其从B超、CT等传统成像方式中脱颖而出。基于脉冲激光的窄脉宽,成像分辨率可达微米级别。由于组织细胞中物质的波长吸收性不同,成像图像有超高的对比图。在使用特定波长激光如532nm激光照射时,光子甚至可穿透数厘米深的组织,实现深层组织成像。由于无需外源性造影剂,保护了操作者及样品的安全,更不必担心辐射影响。最后,这种成像方式还可给予组织血氧饱和度、血流动力学等等功能信息。

 

光声成像原理

光声成像原理从过程可拆分为五步。第一步,窄脉宽激光照射生物组织,激光能量被组织吸收。第二步,吸收了大量能量的组织无法短时间内释放能量,温度升高,引起热弹性膨胀,周期性热流使其周围介质热胀冷缩激发出超声波。第三步,超声换能器接收组织产生的超声波信号。第四步,特定电路对接收到的超声信号进行放大、滤波处理。最后一步,计算机利用图像重建算法,可将超声波信号转换为组织内部结构图象。当照射光均匀,重建的图像将与吸收分布一一对应。

 

光声成像设备构成

光声成像设备系统是一套复杂的系统,其主要包括四大核心系统:脉冲激光光源、超声探测系统、扫描系统、计算机控制系统。光源是光声成像最核心的部分,常用如Nd:YAG激光器、基于Nd:YAG激光倍频的532nm激光器等。而在Nd:YAG激光器或基于Nd:YAG激光倍频的532nm激光器中,微片激光器凭借其小型化、高峰值功率、稳定性高以及成本低的优势得到青睐。超声探测系统中,常用的有如压电陶瓷换能器、电容式微机械超声换能器。前者配合微片激光器,可实现最佳配合。搭配扫描系统,可实现组织样品的二维或三维扫描,最后由计算机系统完成系统重构,得到一副高分辨率、高对比度图像。

 

LEHU乐虎光可为光声成像应用给予不同脉宽、不同波长的脉冲激光产品,如1064nm脉冲激光器、532nm脉冲激光器等。全系列微片脉冲激光器产品经过完善的测试及验证,稳定性高,可靠性好,体积小巧易兼容集成。

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应用注意事项

实际应用中,由于不同组织的吸收特性和皮下深度不同,以及各种差异性情况,往往需要专业人员选择合适的激光参数及合理的扫描方案。而在临床医学中,还需要取得患者配合,注意激光安全,保护患者,更多结合患者的实际情况判断。

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