一个快速的全光学3D光声学扫描仪用于临床血管成像
N T Huynh1,2, E Zhang1,2, O Francies3,4
1Department of Medical Physics and Biomedical Engineering, University College London, London, UK.
Nature biomedical engineering
|September 30, 2024
概括
快速光声断层成像 (PAT) 现在可以在几秒钟内可视化微血管解剖. 这一突破使得血管的详细3D成像能够用于各种疾病的临床应用.
科学领域:
- 生物医学光学 生物医学光学
- 医疗成像医学成像
- 血管生物学 血管生物学
背景情况:
- 微血管病理的临床评估需要对表面血管解剖学的详细可视化.
- 现有的光声断层扫描 (PAT) 扫描仪提供高分辨率的3D微血管成像,但由于采集时间长,限制了临床效用.
- 在PAT中长达一分钟的扫描时间阻碍了动态血管变化的可视化,并增加了运动工件.
研究的目的:
- 为了显著减少全光的Fabry-Perot超声波基于传感器的PAT系统的扫描时间.
- 为了实现临床应用的微血管的实时,高分辨率的3D成像.
- 探索快速PAT在可视化和量化各种疾病中的微血管变化的实用性.
主要方法:
- 平行化传感器读数的光学架构.
- 使用具有高脉冲重复频率的激发激光.
- 实施压缩传感技术以加速图像采集.
主要成果:
- 取得的PAT扫描时间减少到几秒甚至几百毫秒.
- 启用了个别动脉,静脉,静脉和更大的血管的体积可视化,深度高达15毫米.
- 捕获了组织输液和血液动力学事件的动态3D图像,最小化了运动工件.
- 在外周血管疾病,皮肤炎症和类风湿性关节炎中展示了微血管变化的可视化和量化.
结论:
- 快速全光学PAT显著提高成像速度,克服了临床使用的先前限制.
- 该技术在可视化微血管和动态血流方面提供了前所未有的细节.
- 快速PAT具有在心血管医学,瘤学,皮肤病学和风湿病学方面的应用潜力.


