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探索未知的聲光世界——光聲成像技術(shù)
閱讀：1424 發(fā)布時間：2023-6-12
在現(xiàn)代科技發(fā)展迅速的時代，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，再通過檢測聲波傳播過程中的各種參數(shù)（如振幅、相位、時間延遲等）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基本步驟：
1. 激光脈沖照射：使用高能量密度的激光束對樣品進(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：利用超聲探測器來檢測產(chǎn)生的聲波信號，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)聲波檢測到的信息，通過計(jì)算機(jī)算法對樣品進(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別的空間精確定位樣品表面，加之超聲探測器的高靈敏度，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，不會對樣品造成損傷，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)和超聲探測器的位置，來實(shí)現(xiàn)不同的模擬照射角度及探測深度，從而獲得多種成像模式。