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光声成像和HIFU中的应用

发布时间:2024/8/14 14:36:46   
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医学影像已经成为生命科学研究、临床诊断和疾病监测的重要手段。目前,医疗标准数据中超过90%的数据来自于医学影像。从X线机、CT、MRI、US、OCT到核医学成像设备等,医学影像设备种类繁多,各有千秋,但又有各自的局限性。

光声(OA,photoacoustic)成像已作为一种混合模式出现,将丰富的光学对比度与卓越的分辨率协同结合,以提供来自深层组织的其他方式无法获得的功能和分子信息。OA微血管成像仍局限于浅层区域,例如浅层皮质层,而单个毛细管只能可视化到~1mm的深度。与脉冲回波超声非常相似,深部组织中OA成像的分辨率主要受频率相关声衰减的影响。

定位光声层析成像(Localizationoptoacoustictomography,LOT)的可行性同样通过可视化散射体模中吸收微球的流动得到了证明。LOT被证明可以显著提高OA的空间分辨能力,同时进一步提高结构在有限视图层析成像条件下的可见性,这是大多数OA系统的主要缺陷。LOT还可以提供血氧饱和度读数和有关血流的动态信息,即血流速度,这是目前传统OA无法实现的。LOT的基本原理以及用于对小鼠大脑进行成像的断层扫描方法的布局如下图所示。使用nm光学波长的短脉冲(纳秒持续时间)激光同时照亮整个大脑并通过热膨胀产生超声波,最终用球形换能器接收信号。

什么是HIFU?

HIFU是高强度聚焦超声HighIntensityFocusedUltrasound英文首写字母的缩写,简称HIFU,是对这个技术的描述。其技术原理是利用超声波能够无损伤的穿透人体组织,并且在体内聚焦,产生热效应(主要效应)、空化效应、机械效应等;焦点的温度可以达到60-℃,从而导致焦点处的组织发生凝固性坏死,而不损伤焦点外的正常结构。

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