Avances en la reconstrucción y el análisis cuantitativo de imágenes fotoacústicas para aplicaciones biomédicas

Área de la Ciencia:

• Imagenología Médica
• Óptica Biomédica
• Acústica

Sus antecedentes:

• La imagen fotoacústica (PAI) combina el contraste óptico con la penetración profunda del ultrasonido, pasando de la investigación al uso clínico.
• La adopción clínica se ve obstaculizada por el compromiso entre la profundidad de penetración, la resolución espacial y la velocidad de imagen.

Objetivo del estudio:

• Revisar exhaustivamente los principios, implementaciones y avances recientes de PAI.
• Analizar el papel de la reconstrucción de imágenes, la supresión de artefactos y la PAI cuantitativa en la traslación clínica.

Principales métodos:

• Revisión de los principios fundamentales de PAI y tres implementaciones principales: tomografía computarizada fotoacústica, microscopía y endoscopía.
• Análisis de enfoques convencionales y basados en aprendizaje profundo (DL) para la reconstrucción de imágenes y la supresión de artefactos.
• Exploración de la PAI cuantitativa para la medición de biomarcadores fisiológicos.

Principales resultados:

• Las implementaciones de PAI ofrecen distintas ventajas y limitaciones para aplicaciones prácticas.
• Las técnicas avanzadas de reconstrucción de imágenes y supresión de artefactos, incluido el DL, mejoran la calidad de la imagen y el flujo de trabajo.
• La PAI cuantitativa muestra una gran promesa para la medición precisa de la concentración de hemoglobina y la saturación de oxígeno.

Conclusiones:

• El DL tiene un potencial transformador para acelerar la evolución clínica de la PAI.
• Abordar los desafíos en resolución, velocidad y análisis cuantitativo es crucial para la adopción clínica generalizada de la PAI.