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适用于光声成像的产业级 OPO
来源: | 作者:覃斌 | 发布时间: 2020-11-17 | 1047 次浏览 | 分享到:

在医学界常用的传统成像方法有X射线成像、CT、B超、核磁共振(MRI)。X射线成像是X光穿过人体,遇到阻挡不会曝光,从而能对骨头和硬组织进行深度成像,有着很强的对比度和极高的分辨率,但也因此对软组织很难分辨和成像,且对人体有伤害。CT是X光分层穿过人体,通过电脑计算后二次成像,从而比X射线成像能反映更多组织信息,但对软组织分辨率也不高,且对人体有伤害。B超是超声波穿过人体,遇到人体组织产生反射波,通过计算反射波成像,可实时动态检测且对人体无伤害,但穿透力较浅,分辨率较差,黑白B超加上彩色多普勒,即我们在孕产检常见的彩超,分辨率更高但也因此辐射略大。核磁共振是将人体置于特殊的磁场中,用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核,引起氢原子核共振,并吸收能量,在停止射频脉冲后,氢原子核按特定频率发出射电信号,并将吸收的能量释放出来,被体外的接受器收录,经电脑处理获得图像,这种方法对软组织的分辨率最高,无观察死角,对人体也没有伤害,但是设备昂贵,扫描时间长,病人身体不能动,不能配合监护设备和抢救设备一起使用。具体到应用层面,骨科、胸科等适用X射线成像和CT,颈椎腰椎适用核磁共振和CT,腹部盆腔适用B超,心脏则适用B超、CT、核磁共振。

光学相干断层扫描技术(OCT)是近十年迅速发展起来的一种成像技术,它利用弱相干光干涉仪的基本原理,检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号,通过扫描,可得到生物组织二维或三维结构图像。已尝试在眼科、牙科和皮肤科的临床诊断中应用。

而光声成像是另一种迅速发展的成像技术,当脉冲激光照射到生物组织中时,组织的光吸收域将产生超声信号,即光声信号。生物组织产生的光声信号携带了组织的光吸收特征信息,通过探测光声信号能重建出组织中的光吸收分布图像。光声成像结合了纯光学组织成像中高分辨率的优点和纯超声组织成像中深穿透的优点,可得到高分辨率和高对比度的组织图像,从原理上避开了光散射的影响,突破了高分辨率光学成像深度“软极限”,可实现50 mm甚至更高的深层活体内组织成像。光声成像在早期癌症检测中具有广泛的应用前景,有望成为肿瘤的诊断、定位、分期和治疗的有效手段。

光声成像设备的核心是激光器和超声换能器。其中激光器一般用的是可见光和近红外波段,根据生物组织来选匹配波长,同时为了深穿透,激光器的单脉冲能量需要很高。针对这种要求,立陶宛EKSPLA公司推出了产业级的OPO激光器PhotoSonus,并已在部分医院和企业批量应用于光声成像。产品如下。