使用大格式单光子雪崩二极管传感器进行地下光飞行时间成像,用于瘤深度评估
Arthur F Petusseau1, Samuel S Streeter2, Arin Ulku3
1Dartmouth College, Thayer School of Engineering and Dartmouth Cancer Center, Hanover, New Hampshire, United States.
Journal of biomedical optics
|January 18, 2024
概括
我们开发了一种新的深度感应光成像技术,使用LiDAR飞行时间 (TOF) 精确地定位组织内的光目标. 这一进步通过可视化地下恶性瘤,提供了改进的外科指导和更好的患者结果.
科学领域:
- 生物医学光学 生物医学光学
- 手术技术 手术技术
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 传统的光导向手术缺乏深度信息,限制了地下结构的可视化.
- 目前的方法很难区分光信号和不同的组织光学特性.
研究的目的:
- 开发一种使用LiDAR飞行时间 (TOF) 的深度感应光成像技术.
- 通过提供关键的深度信息来克服传统光成像的局限性.
主要方法:
- 使用了一个大格式的,二进制的,封闭的,单光子雪崩二极管 (SPAD) 传感器,具有皮秒时门步骤.
- 同步SPAD传感器与皮秒脉冲激光器进行飞行时间测量.
- 采用时间缓解数据的分析模型,以量化光深度和组织光学特性.
主要成果:
- 实现了低于毫米分辨率的光含体深度探测,在组织幻影中深度高达5毫米.
- 证明了独立于可变组织光学特性 (吸收和散射) 的强大的深度传感.
- 成功地将光深度与光学属性变化分开.
结论:
- 使用SPAD摄像头进行LiDAR TOF光成像,提供强度和深度信息.
- 与标准光成像方法相比,这种技术提供了更高的深度透和空间精度.
- 整合到外科工具可以提高切除边界估计,提高外科疗效和患者的结果.
