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光声成像是21世纪初发展起来的新兴的生物医学成像技术,它同时具备光学成像和声学成像两者的优点,因而备受关注。本文对生物医学光声成像的发展进行了综述。首先,介绍了光声成像的特点以及相对于广泛应用的光学成像技术和声学成像技术的优点;其次,在成像原理上解释了光声成像优点的成因,并介绍了光声断层成像和光声显微镜这两种典型的光声成像技术;再次,详细介绍了多尺度的光声图像分辨率和成像深度,以及多信息维度的光声成像参数;最后,展望了光声成像在生物医学领域的应用潜力并讨论了其局限性。 相似文献
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光声成像技术是利用激光照射组织产生超声波成像的新型医学影像技术.在传统光声成像中,由于组织体内复杂的成分与环境会对入射光波产生较大的扰动而导致波前畸变、图像分辨率下降,从而降低诊断的准确性.为了克服这一影响,本文提出了一种自适应多光谱光声成像技术.该技术利用自适应光学技术可有效地降低组织对光波扰动的影响,提高系统成像分辨率与图像对比度.此外,该系统还融合了多光谱成像技术,可在多种波长下对目标成像,从而更好地进行组织结构识别、组分分析等.实验结果表明,该系统十分适用于复杂的生物组织光声成像,可极大地增强光声成像性能,在生物医学领域具有广阔的应用前景. 相似文献
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时域光声谱技术及其在生物组织检测中的应用 总被引:4,自引:2,他引:2
当强度调制的光束照射于吸收物质,周期性热流使周围的介质热胀冷缩而激发声波,这种将光能转化为声能的现象称为光声效应。基于光声效应的时域光声谱技术将光学和声学有机地结合,为生物组织的无损检测技术提供了新的检测手段。该技术能够实现类似光学技术的高对比度和近似于声学技术的高精度和穿透深度,在生物医学检测中具有广阔的应用前景。文章介绍时域光声谱技术的原理及其在生物组织成分检测和层析成像检测中的应用。 相似文献
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基于光声效应的光声光谱技术是光学与声学的有机结合, 可利用不同波长的入射光波, 产生不同的光声信号, 从而为组分识别、组织无损检测等提供高对比度图像, 是一种极具潜力的新型医学诊断技术.但光声光谱检测技术由于受检测方法的制约, 往往扫描时间较长, 而且信号的稳定性和图像识别的准确性也较差. 为了弥补单一光声光谱分析的局限性, 根据光声效应原理和振动理论, 提出了一种光声光谱与光声频谱相结合的双谱分析方法. 该方法通过光声频域信息的定量分析, 可以有效地提高不同组织的光声图像对比度, 从而提高光声成像的组分识别能力, 为光声频谱功能成像奠定理论基础. 实验结果显示, 光声光谱与光声频谱相结合的双谱分析方法可以较好地识别实验组织样品, 可实现高速、高分辨率的组分识别、组织探伤等, 具有广泛的应用前景和重要的临床诊断意义.
关键词:
光声成像
光声光谱分析
光声频谱分析 相似文献
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光声成像结合了光学成像和声学成像的优点,是一种高分辨率,高对比度的无损伤医学成像技术.一种改进的同步迭代算法应用于光声图像重建.仿真和模拟结果表明,与传统的代数迭代算法相比,在90°,135°,180°的有限场光声成像中,此算法对测量误差的校正和迭代次数的收敛上具有较大的优势,图像重建的速度和成像质量都有了明显的提高.实验中,一种圆形扫描结构的光声成像装置,用于180°的有限场扫描,利用改进的同步迭代算法,重建出了高对比度和高分辨率(60μm)的鸡胚胎光声血管图像.实验证明,这种算法的应用,大幅度减少了数据采集时间,为光声成像技术运用于实时监测血流灌注和肿瘤光动力治疗的血管损伤效应提供了潜在的应用价值.
关键词:
光声成像
有限角度
代数迭代算法
光声血管成像 相似文献
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光声层析(Photoacoustic tomography,PAT)成像结合了超声成像的高分辨率和光学成像的高对比度的优势,是一种新型的生物医学成像模式。PAT成像算法包含两个逆问题,即根据组织产生的光声信号构建初始声压分布图(即图像重建)以及在此基础上估算成像区域的光学特性参数。后者是一个非线性的不适定问题,通常称为定量光声层析(Quantitative photo-acoustic tomography,q PAT)成像。本文在介绍光声成像原理的基础上,对主要的q PAT算法进行综述,讨论各自的优势和不足,并对未来可能的发展方向进行展望。 相似文献
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Photoacoustic imaging is a hybrid biomedical imaging technique, combining rich optical contrasts and good acoustic resolution in deep tissues. As a noninvasive and nonionized imaging method, photoacoustic imaging has shown great potentials in biomedicine in the past decade. In this review, we give a brief introduction of the physical principle and three major implementations of photoacoustic imaging. Then, we present pictures of some recent progress about the extraction of new imaging parameters from photoacoustic radio-frequency signals. These parameters are highly associated with the tissue microstructure characteristics, including characteristic size, number density, and elasticity. This information could give us insight into various properties of tissue in-depth and be applied to tissue classification for basic research and clinical settings. 相似文献
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Photoacoustic microscopy (PAM) is a hybrid in vivo imaging technique that acoustically detects optical contrast via the photoacoustic effect. Unlike pure optical microscopic techniques, PAM takes advantage of the weak acoustic scattering in tissue and thus breaks through the optical diffusion limit (∼1 mm in soft tissue). With its excellent scalability, PAM can provide high‐resolution images at desired maximum imaging depths up to a few millimeters. Compared with backscattering‐based confocal microscopy and optical coherence tomography, PAM provides absorption contrast instead of scattering contrast. Furthermore, PAM can image more molecules, endogenous or exogenous, at their absorbing wavelengths than fluorescence‐based methods, such as wide‐field, confocal, and multi‐photon microscopy. Most importantly, PAM can simultaneously image anatomical, functional, molecular, flow dynamic and metabolic contrasts in vivo. Focusing on state‐of‐the‐art developments in PAM, this Review discusses the key features of PAM implementations and their applications in biomedical studies. 相似文献
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利用近红外光结合对应波长的光吸收增强对照剂来实现在体小鼠脑皮层血管的光声成像.近红外光在生物组织上有较深的穿透能力;而作为光吸收增强剂的外源染料吲哚菁绿注射到血液系统后则增加了血管对光的选择性吸收,从而增强了血管光声信号的强度.实验在不破坏脑头皮和头盖骨的前提下,通过静脉注射吲哚菁绿,获得小鼠脑皮层血管的光声造影成像.光声重建的血管网络与小鼠脑部解剖照片相当符合.实验结果证明近红外光结合光吸收增强剂的光声血管造影技术对于开展光声脑功能成像,光声分子成像提供了潜在的可行性.
关键词:
光声成像
光吸收增强剂
血管造影
光声信号 相似文献
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光声成像是采用“光激发-超声波成像”的新型成像技术,它是检测强散射介质内部光吸收分布的一种有效医学影像技术.用短脉冲激光照射强散射介质(如生物组织),强散射介质由于光声效应产生超声信号,使用具有成像能力的声透镜把声压分布成像于像面上,然后利用具有空间分辨能力的阵列光声传感器,把同一像面上的光声信号强度记录下来,最后根据光声信号强度的空间分布进行图像重组.根据成像系统物像共轭原理,同一物平面的光声信号到达像面的时延相等,而不同物面的光声信号到达同一个探测器平面的时延各不相同,因此,利用BOXCAR的门控积分
关键词:
光声层析成像
声透镜
光声信号 相似文献
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1 Introduction Opticaltomographyofscatteringmediasuchasbiologicaltissuesisanincreasinglyactivefieldbecauseofitsadvantagesinnoninvasion ,nonionizationandopticalcontrastwhenitisusedforbiomedicaldiagnosis[1] .Themechanismofopticalimagingisbasedonthediffere… 相似文献
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Photoacoustic (PA) imaging is a new imaging modality, which converts pressure signals received by a scanning detector to a local distribution of electromagnetic absorption density. In this paper an experiment result of a photoacoustic tomography to depths of ~7 mm for a real tissue is presented, using a 532-nm pulse YAG laser. The time-resolved stress detection technique was used for PA signal detection with a high temporal resolution. A phase-controlled focus algorithm was used for image reconstruction. Images of different depth profiles in tissue were obtained. The depth resolution was 30 μm and could be up to 10 μm using a wide-band tranducer. 相似文献