הדמיה Optoacoustic (photoacoustic) מושכת עניין הולכת וגובר קהילות מחקר הביולוגיות ורפואיות, כפי שבאה לידי ביטוי במספר הולכים וגובר של פרסומים הכוללים מגוון רחב של יישומים חדשים המנצלים את היתרונות הייחודיים שמציעים הטכנולוגיה 1-5. בפרט, את היכולת לסוכנים-קליטת תמונה ספקטרלי ייחודיים תמונה עם רזולוציה מרחב ובזמן גבוהה בעומקים הרבה מעבר לגבול diffusive של אור פותחת יכולות חסרות תקדים להדמיה תפקודית ומולקולרית 6-10.
ואכן, תרגום של טכנולוגית optoacoustic לתוך פרקטיקה קלינית מגיע עם לקוחות פוטנציאליים מבטיחים באבחון וניטור טיפול במחלות רבות. עם זאת, ההתפשטות המוגבלת של פוטונים בפיזור אופטי ורקמות קליטה ותגובות בדרך כלל חלשות הקשורים לתופעת optoacoustic להגביל את העומק הישים של השיטה. כתוצאה מכך, optoa כף ידבדיקות coustic כבר ניסו לחלקי תמונה לנגישים מחוץ ל11,12 הגוף תוך מערכות אנדוסקופיות משמשות כדי לספק תמונות מתוך הגוף על ידי החדרתם דרך פתחים טבעיים 13. כמה חלקים נמוכים קליטה של גוף אדם, כגון שד נשי, נגישים גם על ידי סורקי optoacoustic טומוגרפית 14,15. מעניין במיוחד היא הגישה שנערכה ביד כפי שהוא מאפשר גמישות גדולה, בדומה לבדיקת אולטרה סאונד. כאן, הסתגלות של בדיקות המערך ליניארי אולטרסאונד המשותף להדמית optoacoustic נותרת מאתגרת, בעיקר בשל הבדלים מהותיים בדרישות הדמיה טומוגרפית בין אולטרסאונד וoptoacoustics. בעוד שיעורי מסגרת גבוהים בבדיקת אולטרה סאונד הסטנדרטי מופעלים על ידי רציף שידור-קבלת תוכניות העסקת תדרי חזרת דופק גבוה בטווח kHz, ההדמיה optoacoustic בזמן אמת תלת-ממדית מושגת על ידי אוסף בו-זמני של נתונים טומוגרפית נפח מint אחדerrogating דופק לייזר. כך, ההדמיה optoacoustic איכות גבוהה מרמזת רכישה של נתונים תלת-ממדיים מהזווית המוצקה הגדולה ביותר האפשרית מסביב לאובייקט צילם.
לאחרונה, הצגנו את הבדיקה optoacoustic כף היד הראשונה להדמיה תלת ממדית (נפח) בזמן אמת 16. המערכת מבוססת על מערך דו-ממדי של 256 אלמנטים פיזואלקטריים המסודרים על משטח כדורי (נקודות כחולות באיור 1 א) המשתרעים על זווית של 90 מעלות. הגודל של האלמנטים הבודדים של כ 3 x 3 מ"מ 2, כמו גם האורינטציה ורוחב פס תדרים (כ 2-6 מגה-הרץ) שלהם מבטיחים אוסף אות אפקטיבי ממקיף את מרכז הכדור (קובייה שחורה באיור נפח סנטימטר בקנה מידה 1A). עירור אופטי של אזור ההדמיה מסופק עם חבילת סיבים מוחדרת דרך חלל גלילי מרכזי של המערך, כך שכל susc אורך גלeptible של משודרים דרך חבילת הסיבים יכול לשמש הדמיה. תמונה אמיתית של המערך של חיישנים יחד עם חבילת הסיבים האופטית מוצגת באיור 1. העירור יעיל וזיהוי סימולטני של אותות מאפשר הדמיה רקמות עמוקות עם עירור זריקה אחת (דופק לייזר אחד), כך שהדמיה בזמן אמת במסגרת שיעור שנקבע על ידי תדירות החזרה הדופק של הלייזר מופעלת נוספת עם גרפיקה עיבוד יחידה (GPU) יישומו של נוהל השחזור 17. מארז גלילי עם קרום פוליאתילן שקוף (איור 1 ג) מחובר למערך מתמר לצרף בינוני אקוסטית העברת נוזל (מים). הקרום מצמיד נוסף לרקמה באמצעות ג'ל אקוסטי. תמונה של חללית optoacoustic כבשימוש במצב פעולת כף יד מוצגת באיור 1D.
Thr הפגין ההדמיה EE ממדים שנערכו ביד optoacoustic בשילוב עם ההדמיה תפקודית היכולת בזמן אמת מגיעה עם יתרונות חשובים לאבחון קליני ומספר היישומים הפוטנציאליים חזתה להתוויות שונות, כגון מחלת כלי דם היקפית, הפרעות במערכת הלימפה, סרטן השד, נגעים בעור, דלקת או דלקת פרקים 18. יתר על כן, את יכולת ההדמיה מהירה מאפשרת הדמיה של אירועים ביולוגיים דינמיים עם החללית מסודרת במצב נייח. בשילוב עם טכנולוגיית לייזר באורך גל-כוונון מהיר פרמטרים אופטיים מתנד (OPO), גישה זו מאפשרת הדמיה של biodistribution של סוכנים-קליטת תמונה בזמן אמת. וכך, אפשרויות חדשות עשויות באותה מידה לצאת ביישומי הדמיה חיה קטנים, למשל., בלימוד פרמטרים המודינמיים רקמה, in vivo מעקב תא, ויזואליזציה של פרמקוקינטיקה, זלוף איבר, ממוקד הדמיה מולקולרית של גידולים ומערכת לב וכלי דם, או סריקת מוח.
s = "jove_content"> בעבודה זו אנו מספקים תיאור מפורט של פרוטוקול ההדמיה הניסיוני להפעלה עם ביצועי מערך הכדורי optoacoustic כף יד הבדיקה וחלון ראווה במספר תרחישי הדמיה חיה קליניות וקטנים טיפוסיים.