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探索未知的聲光世界——光聲成像技術(shù)

更新時(shí)間:2023-06-12瀏覽:1134次
  在現(xiàn)代科技發(fā)展迅速的時(shí)代,各種新型的成像技術(shù)層出不窮,其中基于聲波和光學(xué)原理相結(jié)合的光聲成像技術(shù)備受矚目。隨著該技術(shù)的不斷優(yōu)化和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,它已經(jīng)成為了醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)等領(lǐng)域中重要的成像手段之一。
  光聲成像是一種通過將強(qiáng)烈的激光束聚焦到樣品表面上,產(chǎn)生局部光吸收引起瞬間溫度升高而導(dǎo)致聲波生成,再通過檢測(cè)聲波傳播過程中的各種參數(shù)(如振幅、相位、時(shí)間延遲等)來獲取樣品內(nèi)部的信息,進(jìn)而進(jìn)行成像的技術(shù)。
  具體來說,該技術(shù)主要依賴于以下四個(gè)基本步驟:
  1.  激光脈沖照射:使用高能量密度的激光束對(duì)樣品進(jìn)行照射,使其表面產(chǎn)生局部光吸收,并導(dǎo)致瞬間的溫度升高。
  2.  聲波生成:光吸收過程中,由于局部溫度的變化和熱膨脹效應(yīng),導(dǎo)致樣品內(nèi)部產(chǎn)生聲波。
  3.  聲波檢測(cè):利用超聲探測(cè)器來檢測(cè)產(chǎn)生的聲波信號(hào),獲取聲波在樣品內(nèi)傳播過程中的信息。
  4.  圖像重建:根據(jù)聲波檢測(cè)到的信息,通過計(jì)算機(jī)算法對(duì)樣品進(jìn)行成像。
  與傳統(tǒng)的成像技術(shù)相比,光聲成像具有以下幾個(gè)突出的技術(shù)特點(diǎn):
  1. 高分辨率:由于該技術(shù)可以利用激光束聚焦到亞微米級(jí)別的空間精確定位樣品表面,加之超聲探測(cè)器的高靈敏度,因此能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率的圖像重建。
  2. 非侵入性:該技術(shù)的激光功率很低,不會(huì)對(duì)樣品造成損傷,因此可以在無需標(biāo)記或者加工的情況下,直接對(duì)樣品進(jìn)行成像。
  3. 具備多模式成像能力:除了可以實(shí)現(xiàn)各種常規(guī)的成像模式(如光學(xué)顯微鏡、CT、MRI等),光聲成像技術(shù)還可以通過調(diào)節(jié)激光脈沖的參數(shù)和超聲探測(cè)器的位置,來實(shí)現(xiàn)不同的模擬照射角度及探測(cè)深度,從而獲得多種成像模式。

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