脈沖激光在光聲成像領(lǐng)域的應(yīng)用
1880年,美國科學(xué)家貝爾發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用周期性的光照射一個(gè)物體時(shí),該物質(zhì)會(huì)吸收光,并產(chǎn)生與入射光調(diào)制頻率相同的聲信號(hào),其強(qiáng)度會(huì)隨該物體吸收光的增加而增加。但受限于時(shí)代因素,貝爾沒有強(qiáng)的光源與靈敏的探測(cè)器,因此該技術(shù)沒有得到進(jìn)一步發(fā)展。
上世紀(jì)60年代,隨著激光的問世,以及高靈敏微音器和壓電陶瓷傳聲器的出現(xiàn),光聲效應(yīng)的研究重新引起人們的重視,但發(fā)展進(jìn)程,仍相當(dāng)緩慢。直至90年代,基于光聲效應(yīng)的光聲成像技術(shù)才得到迅速發(fā)展,并于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。基于脈沖激光的光聲成像應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)高分辨率、高對(duì)比度的生物組織成像,在生物成像領(lǐng)域、皮膚成像領(lǐng)域、分子成像領(lǐng)域以及功能成像領(lǐng)域,是一項(xiàng)出色的技術(shù)應(yīng)用。
目前,在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域,光聲成像最為成熟。譬如血管成像這一領(lǐng)域,血紅蛋白對(duì)于532nm、1064nm等波長的吸收特性,意味著YAG脈沖激光器可完美應(yīng)用其中,實(shí)現(xiàn)血管結(jié)構(gòu)的高對(duì)比度成像,也適合深層組織應(yīng)用。而杏林睿光的微片脈沖激光器,更是具備納秒級(jí)別短脈沖特性,在應(yīng)用中能實(shí)現(xiàn)更高的時(shí)空分辨率。此外,其高峰值功率,意味著有足夠的能量用于信號(hào)激發(fā)。小巧的結(jié)構(gòu),意味著可開發(fā)低成本、便攜式的光聲成像設(shè)備。又如腫瘤檢測(cè)領(lǐng)域,可通過光聲成像識(shí)別腫瘤區(qū)域的血氧代謝異常。而在腦部成像領(lǐng)域,又用于研究腦部血管網(wǎng)絡(luò)和血氧動(dòng)力學(xué)。
總而言之,脈沖激光器作為光聲成像的核心光源,其高峰值功率和短脈沖特性使其在生物醫(yī)學(xué)成像、分子成像和功能成像中具有重要應(yīng)用。未來,隨著激光技術(shù)和成像算法的進(jìn)步,脈沖激光器在光聲成像中的應(yīng)用將更加廣泛和深入。
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