Name: Wideband Optische Detector van Echografie voor Medical Imaging Applications (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-05-11T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: Leer hoe een pi-faseverschoven fiber Bragg-grating optische sensor met pulsinterferometrie robuuste, hoogresolutie echodetectie mogelijk maakt voor medische beeldvorming. Deze compacte vezelopstelling is geschikt voor minimaal invasieve toepassingen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

DR erkent steun van de Duitse Research Foundation (DFG) Research Grant (RA 1848/1) en de European Research Council Starting Grant. VN erkent de financiële steun van de European Research Council Advanced Investigator Award, en de BMBF Innovation in Medicine Award.

1. Opto-akoestische Karakterisering van de π-FBG Detector <ol><li> Bereiding van een microscopische bol gesuspendeerd in agar: <ol><li> Meng agar poeder (1,3% in gewicht) met gedestilleerd water in een bekerglas. Gebruik een hete plaat magnetische roerder apparaat aan de oplossing dicht bij kooktemperatuur te verwarmen en los de agar poeder tot de oplossing helder en vrij van luchtbellen. Alternatief kan de agar oplossing verwarmd met een conventionele magnetron onder roeren uitgevoerd handmatig te glasstaaf. Giet de hete oplossing in een plastic mal, bijv. spuit met de punt uitgesneden. </li><li> Strooi een kleine hoeveelheid microscopische bolletjes op de agar-oplossing en wacht tot de oplossing volledig stolt. Neem de vaste agar fantoom uit de vorm van de zuiger. </li><li> Bekijk het fantoom onder een stereoscopische microscoop snijd een klein stukje agar die een enkele microscopische bol bevat. </li><li> Herhaal stap 1.1.1 en voeg to de agaroplossing de vaste agar stuk met de enkele microscopische bol. </li><li> Na het stollen, snijd de agar fantoom onder de microscoop zodanig dat de microscopische gebied ligt dicht bij het oppervlak van de Phantom. </li></ol></li><li> Opto-akoestische meting <ol><li> Gebruik twee V-groef vezelhouders de vezel stevig vasthouden aan beide zijden van de π-FBG, en verbonden met de houder een driedimensionale (XYZ) vertaling computergestuurde fase. Controleer of de vezel wordt ondergedompeld tegen verspreiding van ultrageluid mogelijk. </li><li> Vind de geschatte locatie van het registrerende element π-FBG door lichtdoorlatende verschillende delen van de vezel met de hoogvermogen nanoseconde puls laserbundel. De optische absorptie van de bekleding echter zwak, zal afgeven wanneer de belichting wordt uitgevoerd op de π-FBG. </li><li> Plaats de-agar ingebedde microscopische gebied direct onder de π-FBG. De microscopische bol moet zichtbaar zijn voor het blote oog. </li><li> De translatietrap Voer een 2D scan van de π-FBG in het vlak evenwijdig aan de grond op de locatie waar het signaal van de microscopische bol sterkste en de bijbehorende vertragingstijd kortste voorbeeld. </li><li> Voer de laatste aanpassingen aan de verlichting om maximaal vermogen te leveren aan de microscopische bol. </li><li> Met behulp van de vertaling podium uitvoeren van een 3D-scan van de π-FBG en registreer het signaal voor elke positie. </li><li> Om de ruimtelijk afhankelijke frequentierespons van de ultrasone detector verkrijgen, voert de Fourier transformatie van de opgenomen tijd-domein ultrasone signaal. </li></ol></li></ol> 2. Schatting van robuustheid en gevoeligheid van de prestaties van de π-FBG Detector <ol><li> Gebruik twee V-groef vezelhouders de vezel stevig vasthouden aan beide zijden van de π-FBG en onderdompelen π-FBG. </li><li> Plaats een donkere plaat of een grafiet staaf stevig aan de π-FBG gezicht en verlichten het with de high-power nanoseconde-pulse laserstraal om een ​​sterk akoestisch veld te creëren. </li><li> Plaats een waterpomp in het waterreservoir en zet hem aan om een ​​snelle variaties in de omgevingscondities te creëren. </li><li> Om de robuustheid van het systeem te schatten, het meten van de output met de vergrendeling circuit draaide zowel op als buiten. Als er geen vergrendeling wordt uitgevoerd, is het niet mogelijk om het ultrasone signaal nauwkeurig te detecteren. </li><li> Draai de waterpomp af. </li><li> Schatten het voordeel gevoeligheid door de hoge coherentie van de bron, vervangt de breedband pulsen laser met lage coherentie bron en herhaal de geluidsmeting. Een afname van meer dan een orde van grootte in gevoeligheid verwacht wanneer de laag samenhang bron wordt gebruikt. </li></ol>

<ol><li>Hunt, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+transducers+for+pulse-echo+medical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Ultrasound transducers for pulse-echo medical imaging.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 30, 453-481 (1983).</li>
<li>Razansky, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multispectral+opto-acoustic+tomography+of+deep-seated+fluorescent+proteins+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">Multispectral opto-acoustic tomography of deep-seated fluorescent proteins in vivo.</a> Nature Photon. 3, 412-417 (2009).</li>
<li>Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Going+deeper+than+microscopy%3A+the+optical+imaging+frontier+in+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Going deeper than microscopy: the optical imaging frontier in biology.</a> Nature Methods. 7, 603-614 (2010).</li>
<li>Wang, L. H., Hu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoacoustic+tomography%3A+In+vivo+imaging+from+organelles+to+organs%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Photoacoustic tomography: In vivo imaging from organelles to organs.</a> Science. 23, 1458-1462 (2012).</li>
<li>Sethuraman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoacoustic+imaging+using+an+IVUS+imaging+catheter%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Ultrasonics%2C+Ferroelectrics+and+Frequency+Control%22%5BJournal%5D)">Photoacoustic imaging using an IVUS imaging catheter.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. 54, 978-986 (2007).</li>
<li>Rosenthal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optoacoustic+methods+for+frequency+calibration+of+ultrasonic+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Ultrasonics%2C+Ferroelectrics+and+Frequency+Control%22%5BJournal%5D)">Optoacoustic methods for frequency calibration of ultrasonic sensors.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. 58, 316-326 (2011).</li>
<li>Rosenthal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-sensitivity+compact+ultrasonic+detector+based+on+a+pi-phase-shifted+fiber+Bragg+grating%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">High-sensitivity compact ultrasonic detector based on a pi-phase-shifted fiber Bragg grating.</a> Optics Letters. 36, 1833-1835 (2011).</li>
<li>Beard, P. C., Mills, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extrinsic+optical+fibre+ultrasound+sensor+using+a+thin+polymer+film+as+a+low+finesse+Fabry-Perot+interferometer%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">Extrinsic optical fibre ultrasound sensor using a thin polymer film as a low finesse Fabry-Perot interferometer.</a> Applied Optics. 35, 663-675 (1996).</li>
<li>Xiong Pernice, W. H. P., Tang, C., X, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+Q+micro-ring+resonators+fabricated+from+polycrystalline+aluminum+nitride+films+for+near+infrared+and+visible+photonics%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">High Q micro-ring resonators fabricated from polycrystalline aluminum nitride films for near infrared and visible photonics.</a> Optics Express. 20, 12261-12269 (2012).</li>
<li>Zhang, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Backward-mode+multiwavelength+photoacoustic+scanner+using+a+planar+Fabry-Perot+polymer+film+ultrasound+sensor+for+high-resolution+three-dimensional+imaging+of+biological+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">Backward-mode multiwavelength photoacoustic scanner using a planar Fabry-Perot polymer film ultrasound sensor for high-resolution three-dimensional imaging of biological tissues.</a> Applied Optics. 47, 561-577 (2008).</li>
<li>Grün, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+photoacoustic+imaging+using+fiber-based+line+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional photoacoustic imaging using fiber-based line detectors.</a> Journal of Biomedical Optics. 15, 021306-02 (2010).</li>
<li>Avino, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Musical+instrument+pickup+based+on+a+laser+locked+to+an+optical+fiber+resonator%5BTitle%5D)+AND+%22Optics.+Express%22%5BJournal%5D)">Musical instrument pickup based on a laser locked to an optical fiber resonator.</a> Optics. Express. 19, 25057-25065 (2011).</li>
<li>Rosenthal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wideband+optical+sensing+using+pulse+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Wideband optical sensing using pulse interferometry.</a> Optics Express. 20, 19016-19029 (2012).</li>
<li>Rosenthal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wideband+fiber-interferometer+stabilization+with+variable+phase%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Photonics+Technology+Letters%22%5BJournal%5D)">Wideband fiber-interferometer stabilization with variable phase.</a> IEEE Photonics Technology Letters. 24, 1499-1501 (2012).</li>
<li>Rosenthal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+characterization+of+the+response+of+a+silica+optical+fiber+to+wideband+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Spatial characterization of the response of a silica optical fiber to wideband ultrasound.</a> Optics Letters. 37, 15-3174 (2012).</li>
<li>Rosenthal, A., Razansky, D., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Model-based+optoacoustic+inversion+with+arbitrary-shape+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">Model-based optoacoustic inversion with arbitrary-shape detectors.</a> Medical Physics. 38, 4285-4295 (2011).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen.

Tot slot wordt een nieuwe optische methode voor ultrageluiddetectie ingevoerd, dat gebaseerd is op een combinatie van een π-FBG en polsslag interferometrie. De techniek is bijzonder geschikt voor opto-akoestische beeldvorming toepassingen wegens de doorzichtigheid van het opneemelement, die bijna willekeurige objectverlichting patronen mogelijk maakt. Daarentegen standaard piëzo gebaseerde ultrasone detectoren zijn ondoorzichtig en dus blokkeren sommige optische paden naar het afgebeelde object, waardoor omvangrijke bee...

Echografie detectoren spelen een belangrijke rol in veel grafische toepassingen. Conventioneel wordt gedetecteerd door ultrasone piëzo-elektrische transducers, die drukgolven omzetten in spanningssignalen 1. In opto-akoestische beeldvorming, wordt ultrageluid gegenereerd via een proces van thermische uitzetting door het verlichten van het object met een hoog vermogen gemoduleerd licht 2-6. Hoewel piëzo-elektrische transducers zijn de werkwijze van keuze in opto-akoestische toepassingen, het gebruik ervan belemmert vaak miniaturisatie vooral omdat geminiaturiseerde piëzo-elektrische transducers worden vaak gekenmerkt door lage gevoeligheid. Bovendien, aangezien piëzo-elektrische transducers zijn optisch ondoorzichtig, ze kunnen ernstig interfereren met licht levering aan de afgebeelde object, het beperken van de mogelijkheden voor bruikbare imaging configuraties. Licht dat wordt terug-verstrooid van het object naar de omzetter mag de goede detectie van ultrageluid beperken en compliceren het ontwerp van het beeldvormingssysteem door optisch geïnduceerde parasitic signalen in de omzetter 7. Optische detectoren van ultrageluid zijn erkend als een mogelijk alternatief voor piëzo-elektrische transducers die veel voordelen in opto-akoestische beeldvorming scenario 8-12 biedt: Ze zijn vaak transparant en kan meestal worden verkleind zonder verlies van gevoeligheid. Het werkingsprincipe van de optische detektoren is interferometrische detectie van draaiende vervorming die in het optische medium door de aanwezigheid van ultrageluid. Vaak worden optische resonatoren gebruikt detectiegevoeligheid verbeteren door vangen licht in het verstoorde medium voor uitgebreide perioden, waardoor het effect van de vervorming van de fase van het optische signaal. In die gevallen zijn optische detectie regelingen gebaseerd op controle variaties in de resonantie golflengte, die rechtstreeks verband houden vervormingen te structureren in de resonator. Meestal worden smalle lijnbreedte continuous wave (CW) technieken gebruikt, waarin een CW-laser is afgestemd aan ee resonantie golflengte. Kleine verschuivingen in de resonantiegolflengte de relatieve positie van de golflengte van de laser binnen de resonantie verandert om variaties veroorzaakt in de intensiteit van de uitgezonden / gereflecteerde laserlicht, dat gemakkelijk kan worden gecontroleerd. Indien de resonantie verschuivingen te sterk, bijvoorbeeld als grote variaties in druk, temperatuur of trillingen, de resonantie kunnen geheel verschuiven van de golflengte van de laser, effectief verzadigen van de detector 13. Pulse interferometrie 14 biedt een oplossing voor de beperking van signaalverzadiging en maakt ultrasone detectie vluchtige onder omgevingsomstandigheden. In tegenstelling tot lijnbreedte smal CW regelingen puls interferometrie gebruik van een breedband pulsbron de resonator verlichten. In dit geval, de resonator werkt als een banddoorlaatfilter, verzenden alleen golflengten die overeenkomen met de resonantiefrequentie, terwijl de resonantie verschuiftopnieuw gedetecteerd door meting van de golflengte variaties in het optische signaal aan de uitgang van de resonator, bijv. door gebruik van een Mach-Zehnder interferometer vergrendeld kwadratuur 14,15. Een automatische reset circuit wordt gebruikt voor het werkpunt van de interferometer in de zaak wordt verloren als gevolg van extreme variatie in omgevingscondities onmiddellijk te herstellen. Vanwege de relatief grote bandbreedte van de bron, de resonantie golflengte blijft binnen de verlichte band zelfs onder sterke verstoringen, waardoor een stabiele werking van de detector, zelfs onder zware omgevingscondities. Het gebruik van een coherente bron voor ondervraging, namelijk optische pulsen, maakt geluidsarme detectie. De overeenkomstige puls interferometriesysteem in onze experimenten is weergegeven in figuur 1. De pulslaser zoeken gebruikte geproduceerde 90 FSEC pulsen met een herhalingsfrequentie van 100 MHz bij een uitgangsvermogen van 60 mW en spectrale breedte van meer dan 100nm. De optische filter had een FWHM spectrale breedte van ongeveer 0,4 nm en is afgestemd op de frequentie van de resonantie. Nadat het filter is een optische versterker gebruikt ter compensatie van de aanzienlijke verliezen in de filter. Extra filtering werd toegepast na de versterking stadium versterkte spontane emissie te verminderen van de versterker. De resonator die in onze experimenten is een pi-fase verschoven vezel Bragg grating (π-FBG) 8, vervaardigd door Teraxion Inc name voor de medische toepassing van ultrageluid aftasten, π-FBG&#39;s hebben het voordeel dat alle componenten vezels, en zo robuust en klein. Figuur 2 toont een vergelijking van de afmetingen van de optische vezel die in dit werk en 15 MHz geminiaturiseerde intravasculaire ultrasound (IVUS) piëzo-elektrische omvormer. Sommige alternatieve resonantie gebaseerde detectie benaderingen zoals micro-ringresonatoren vervaardigd in vlakke golfgeleiders vereisen koppeling vezels bij de componentinput en output, hetzij leidt tot zwakkere apparaten of belemmeren miniaturisatie. Daarentegen π-FBG&#39;s in-componenten vezels, en geen extra vezel koppeling vereisen. De resonantie in π-FBG&#39;s wordt gecreëerd door de pi faseverschuiving in hun midden; licht wordt gevangen in de pi faseverschuiving boven gedeelte van de vezel die aanzienlijk korter is dan de lengte van het raster zelf. In onze experimenten, de π-FBG had een lengte van 4 mm en koppeling coëfficiënt κ = 2 mm -1 en de gevoeligheid is niet gelijkmatig verdeeld over de lengte, de gevoeligheid exponentieel afneemt van midden het rooster met een snelheid van κ . De volle breedte half maximum (FWHM) van de gevoeligheidsverdeling (SD) was ongeveer 350 urn. De resonantie breedte van het rooster wordt bepaald door zowel de lengte en de koppeling coëfficiënt volgens de volgende vergelijking: <img alt="Vergelijking 1" fo:content-width="1.5in" src= &quot;/ Files/ftp_upload/50847/50847eq1.jpg&quot; width = &quot;150&quot; /&gt; (1) waarbij λ de golflengte resonantie en n eff is de effectieve brekingsindex van de modus geleid in de vezel 8. Om te beoordelen of de π-FBG detector is geschikt voor grafische toepassingen, zijn ruimtelijk afhankelijke respons moet worden gemeten over een brede frequentieband. Echter, deze taak is zeer uitdagend wanneer conventionele akoestische technieken worden gebruikt. Wij gebruiken dan ook een opto-akoestische methode voor ultrageluiddetector karakterisering 16 waarin een donkere microscopische bol ingebed in transparante agar dient als een opto-akoestische puntbron. In ons experiment de microscopische bol heeft een diameter van ongeveer 100 urn en wordt verlicht met hoog vermogen nanoseconde optische pulsen met een herhalingsfrequentie van 10 Hz, een pulsduur van ongeveer 8 nsec, en gemiddeld vermogen van 200 mW. De optische energie afgezet in de microscopische spheres genereert breedband ultrasone signalen als gevolg van de opto-akoestische effect. De π-FBG detector relatief vertaald naar de microscopische gebied zijn ruimtelijk afhankelijke akoestische respons te verkrijgen. Figuur 3 toont een illustratie van de opto-akoestische experiment. In het algemeen kan deze techniek worden gebruikt om verschillende soorten ultrasone detectoren karakteriseren.

<table><tbody><tr><td>&pi;-FBG</td><td>Teraxion Inc.</td><td></td><td>Op maat gemaakt apparaat</td></tr><tr><td>Microscopische sferen</td><td>Cospheric LLC</td><td>BKPMS 90-106um- 10g</td><td>100 &micro;m polyethyleen microsferen</td></tr><tr><td>Femto-seconde pulslaser gebruikt voor ondervraging&nbsp;</td><td>Menlo Systems GmbH</td><td>T-Light Femtosecond Laser</td><td></td></tr><tr><td>Optische filter</td><td>Optoplex Corporation</td><td>2-Port Optical Tunable Filter (50 GHz)</td><td></td></tr><tr><td>Optische versterker</td><td>Amonics</td><td>AEDFA-PM-PA-35-B-FC</td><td>Benchtop 35dB Gain Pre Amp Polarisatiebehoudende EDFA&nbsp;</td></tr><tr><td>50/50 koppeling</td><td>OZ-Optics</td><td>FUSED-22-1550-8/125-50/ 50-3S3S3S3S-3-0.5-PM</td><td>Gevuseerde 2 x 2 vezel splitter met 0,5 meter lange, 3 mm OD PVC gemantelde 1.550 nm 8/125&mu; PM vezel pigtails, 50/50 splitsingsverhouding in de trage assen van PM vezels en met super FC/PC connectoren op alle poorten.</td></tr><tr><td>Vezelhouder</td><td>Thorlabs</td><td>T711/M-250</td><td>Metrisch, Post-Mountable Fiber Clamp, 250 &micro;m&nbsp;</td></tr><tr><td>Agar voor microbiologie</td><td>Sigma Aldrich</td><td>05039-500G</td><td></td></tr><tr><td>Nano-seconde pulslaser gebruikt voor het genereren van de opto-akoestische signalen</td><td>Opotek</td><td>VIBRANT Arrow 532 type I</td><td></td></tr><tr><td>Grafietrod</td><td>Faber-Castell</td><td>120700</td><td>Faber-Castell Potloodpunten - 0,7 mm</td></tr></tbody></table>

wideband optische detector van echografie voor medical imaging applications

Wideband Optical Detector of Ultrasound for Medical Imaging Applications

Optische ultrasone sensoren zijn een veelbelovend alternatief voor piëzo-elektrische technieken, is onlangs aangetoond in het gebied van opto-akoestische beeldvorming. In medische toepassingen, een van de belangrijkste beperkingen van optische detectie technologie is de gevoeligheid voor omgevingsinvloeden, zoals veranderingen in druk en temperatuur, waarbij de detectie kunnen verzadigen. Bovendien, de klinische omgeving stelt vaak strenge beperkingen op de omvang en de robuustheid van de sensor. In dit werk is de combinatie van puls interferometrie en glasvezel gebaseerde optische detectie aangetoond voor ultrasone detectie. Pulse interferometrie kunnen gunstige resultaten van de uitlezing systeem in aanwezigheid van snelle veranderingen in de omgevingsomstandigheden, terwijl het gebruik van vezel technologie leidt tot een mechanisch flexibele meetelement Geschikt veeleisende medische toepassingen zoals intravasculaire beeldvorming. Om een ​​korte lengte sensor te bereiken, eenpi-fase-verschoven vezel Bragg rooster wordt gebruikt, die als resonator vangen licht over een effectieve lengte van 350 urn. Om hoge bandbreedte mogelijk, wordt de sensor voor zijdelingse detectie van ultrageluid, hetgeen zeer gunstig in omtreksrichting beeldvorming geometrieën zoals intravasculaire beeldvorming. Een opto-akoestische beeldvorming instelling wordt gebruikt om de reactie van de sensor voor akoestische puntbronnen op verschillende posities te bepalen.

Figuren 4a en 4b tonen respectievelijk de signalen en de overeenkomstige spectra van het microscopische gebied op een afstand van 1 mm van de vezel drie offsets van het centrum van de π-FBG. De verschuivingen worden gegeven in de z-richting, zoals weergegeven in figuur 3. Duidelijk gevoeligheid van de optische detector om hoogfrequente ultrageluid (f&gt; 6 MHz) anisotroop en het hoogst wanneer het midden van de π-FBG is direct boven het microscopische gebied . Ondanks d...

Optische detectie van ultrageluid is onpraktisch in veel beeldvorming scenario&#39;s omdat het vaak vereist stabiele omgevingsomstandigheden. We tonen een optische techniek voor ultrasone detectie in volatiele omgevingen met miniaturisatie en gevoeligheid niveaus geschikt voor opto-akoestische beeldvorming in restrictieve scenario&#39;s, bijvoorbeeld intravasculaire toepassingen.

Wideband Optische Detector van Echografie voor Medical Imaging Applications

Optical sensors of ultrasound are a promising alternative to piezoelectric techniques, as has been recently demonstrated in the field of optoacoustic ...

Deze video zal het gebruik demonstreren van een optische sensor van ultrageluid op basis van een PPH faseverschoofde fiber brag gradering, of PI FBG als een sensorelement en een pulsinterferometrie-uitleessysteem. Dit wordt bereikt door een donkere microscopische bol in transparante agar in te bedden en deze te gebruiken om een ​​brede bandpuntsoortige akoestische bron te genereren door deze te verlichten met hoogvermogen lichtpulsen. Als tweede stap wordt de pie FBG in drie dimensies gescand, wat karakterisering mogelijk maakt van zijn ruimtelijk afhankelijke en frequentieafhankelijke respons op ultrageluid.Vervolgens wordt een waterpomp gebruikt om een ​​mechanische verstoring in de nabijheid van de ultrageluidsensor te genereren en de robuustheid van de sensor te evalueren. Resultaten worden verkregen die aantonen dat de optische sensor geschikt is voor real-world beeldvormingstoepassingen op basis van zijn ruimtelijk-tijdelijke akoestische respons en zijn robuustheid tegen mechanische verstoringen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande optische methoden voor ultrageluiddetectie, zoals de combinatie van microringen met continue golfinterferometr

wideband-optical-detector-ultrasound-for-medical-imaging

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Optische resolutie fotoakoestische microscopie (OR-PAM) is een opkomende technologie die in staat van beeldvorming optische absorptie...

Drie-dimensionale Optische resolutie Fotoakoestisch Microscopie

We beschrijven een nieuwe echografie gebaseerde vector tissue Doppler imaging techniek om spiercontractie snelheid, spanning en reksnelheid met minder dan een milliseconde tijdsresolutie tijdens dynamische activiteiten te meten. Deze aanpak biedt aanvullende metingen van dynamische spierfunctie en kan leiden tot een beter begrip van de mechanismen die ten grondslag liggen aan aandoeningen van het bewegingsapparaat.

Een nieuwe toepassing van musculoskeletale echografie

We geven hierin een gedetailleerde beschrijving van het experimentele protocol voor beeldvorming met een nieuw ontwikkeld handbediend optoakoestisch (fotoakoestisch) systeem voor driedimensionale functionele en moleculaire beeldvorming in real time. De aangetoonde krachtige prestaties en veelzijdigheid kunnen nieuwe toepassingsgebieden van de optoakoestische technologie in preklinisch onderzoek en klinische praktijk definiëren.

Universal Hand-held Driedimensionale opto-akoestische Imaging Probe voor Deep Tissue Human-angiografie en Functional preklinisch Studies in Real Time

Hierbij is een AR-OR-PAM-systeem (AR) of schakelbare akoestische resolutie (AR) en optische resolutie (OR), die zowel in hoge resolutie als in hoge resolutie kan worden ingezet, met een lage resolutie van diepe weefsels op een zelfde monster in vivo .

Schakelbare akoestische en optische resolutie Photoacoustic Microscopy voor<em&gt; In Vivo</em&gt; Kleine dieren Bloedvasculaire Imaging

Een klinische handheld photoacoustic imaging systeem zullen worden gedemonstreerd voor real-time niet-invasieve kleine dierlijke imaging.

Hand-held klinische Photoacoustic Imaging systeem voor Real-time niet-invasieve kleine dierlijke Imaging

Nauwkeurig en efficiënt visualisatie van invasieve medische hulpmiddelen is uiterst belangrijk in vele echografie-geleide minimaal invasieve procedures. Hier wordt een methode voor het lokaliseren van de ruimtelijke positie van een naald tip ten opzichte van de echografie imaging sonde gepresenteerd.

Driedimensionale ultrasone naald Tip Tracking met een glasvezel echografie-ontvanger

Low-Intensity Pulsed echografie stimulatie (LIPUS) is een modaliteit voor niet-invasieve mechanische stimulatie van endogene of gemanipuleerde cellen met hoge ruimtelijke en temporele resolutie. In dit artikel wordt beschreven hoe implementeren van LIPUS om een epi-fluorescentie Microscoop en minimaliseren van akoestische impedantie mismatch langs het pad van de echografie om te voorkomen dat ongewenste mechanische artefacten.

Multiplexing gericht echografie stimulatie met fluorescentie microscopie

Dit protocol laat zien hoe u ultrasnelle echografie Doppler-beeldvorming toepast om bloedstromen te kwantificeren. Na een lange aanwinst van 1 s heeft de experimenteerder toegang tot een film van het volledige gezichtsveld met axiale snelheidswaarden voor elke pixel elke ≈0,3 ms (afhankelijk van de ultrasone tijd van de vlucht).

Blood Flow Imaging met Ultrafast Doppler

We rapporteren een co-geregistreerd echografie- en fotoakoestisch beeldvormingsprotocol voor de transvaginale beeldvorming van ovariële / adnexale laesies. Het protocol kan waardevol zijn voor andere translationele fotoakoestische beeldvormingsstudies, met name die met behulp van commerciële ultrasone arrays voor de detectie van fotoakoestische signalen en standaard delay-and-sum beamforming-algoritmen voor beeldvorming.

Een co-geregistreerd echografie- en fotoakoestisch beeldvormingsprotocol voor de transvaginale beeldvorming van ovariumlaesies

De dikte en functie van het diafragma kunnen worden beoordeeld bij gezonde personen en ernstig zieke patiënten met behulp van point-of-care echografie. Deze techniek biedt een nauwkeurige, reproduceerbare, haalbare en goed verdragen methode voor het evalueren van de structuur en functie van het diafragma.

Diafragmadikte en -functie meten met behulp van point-of-care echografie

Leer hoe een pi-faseverschoven fiber Bragg-grating optische sensor met pulsinterferometrie robuuste, hoogresolutie echodetectie mogelijk maakt voor medische beeldvorming. Deze compacte vezelopstelling is geschikt voor minimaal invasieve toepassingen.

Wideband Optische Detector van Echografie voor Medical Imaging Applications

Meer video's verkennen