Китайские учёные разработали фотоакустический метод томографии, который имеет хорошие перспективы применения в медицинской диагностике и переносных контрольно-измерительных приборах
Ученые Jinan University’s Institute of Photonics Technology (Guangzhou, China) разработали фотоакустический метод томографии, который может иметь широкое применение в переносных контрольно-измерительные приборах и медицинской диагностике.
Новый метод использует волоконно-оптическое ультразвуковое сканирование на основе акустических эффектов лазерных импульсов на термоупругом эффекте, т.е.: на эффекте изменения температуры в результате упругих деформаций.
«Обычные волоконно-оптические датчики обнаруживают очень слабые сигналы, используя их высокую чувствительность с помощью фазового измерения», — говорит Long Jin, ведущий исследователь. «Они не так хорошо работают для ультразвуковых волн на мегагерцовых частотах, используемых в медицинских целях, потому что ультразвуковые волны обычно распространяются как сферические волны и имеют очень ограниченную длину взаимодействия с оптическими волокнами. Новые датчики предназначены для медицинских исследований и могут обеспечить лучшую чувствительность, чем пьезоэлектрические датчики, используемые в настоящее время.
Исследовательская группа конструировала датчик ультразвука (рис.1) который имеет компактный лазер внутри одномодового волокна диаметром 8 мкм. «Обычно датчик имеет длину 8 мм», — говорит Джин. «Для того чтобы обеспечить оптическую обратную связь с лазером, в сердечник волокна вставлены два отражающие зеркала «. Волокно легировано иттербием и эрбием — для того чтобы обеспечить достаточное оптическое увеличение на 1530 nm. Для накачки используется 980 nm полупроводниковый лазер».
Рис.1 — Схема фотоакустической микроскопии с использованием лазерно-волоконного ультразвукового датчика. Фото: Long Jin
«Такие волоконные лазеры с килогерцовой линией, шириной оптического спектра, могут использоваться в качестве датчиков, поскольку они обеспечивают высокое соотношение сигнал / шум», — говорит член исследовательской группы Yizhi Liang, доцент Института Фотоники.
Волоконный лазер с ультразвуковыми датчиками открывает хорошие перспективы его использования в фотоакустической микроскопии. Исследователи использовали сфокусированный 532 nm импульсный лазер для того чтобы осветить образец и возбудить сигналы ультразвука. Они устанавливали неподвижный датчик около биологического образца для того чтобы обнаружить оптически наведенные волны ультразвука.
Рис.2 — Изображение кровеносных сосудов и капилляров (2,7 × 2,7 мм) уха мыши в фотоакустическом микроскопе. Фото: Long Jin
«Растровым сканированием лазерного пятна мы можем получить фотоакустическое изображение сосудов и капилляров уха мыши», — говорит Джин. «Этот метод также может быть использован для структурного изображения других тканей и изображения функционального распределения кислорода с помощью возбуждения другими длинами волн, которые используют преимущества характерных спектров поглощения различных тканей — мишеней.»
«Традиционные эндоскопические приборы, как правило, имеют миллиметровые размеры, что может вызвать боль, и они плохо работают в полых органах с ограниченным пространством. Развитие нашего лазерно-волоконного ультразвукового датчика очень обнадеживает своим значительным потенциалом для создания эндоскопов и переносных, компактных приборов»- отметил Jin .
Подробнее см.: ipt.jnu.edu.cn/en
Источник: BioOpticsWorld
Отправить ответ
Оставьте первый комментарий!
Вы должны быть зарегистрированы чтобы оставить комментарий
Вы должны быть зарегистрированы чтобы оставить комментарий