基于运动的动态光传递以最大限度地减少与激光相关的热损伤,同时保持光声学图像质量
Junior Arroyo1, Jiaxin Zhang2, Muyinatu A Lediju Bell1,2,3
1Johns Hopkins University, Department of Biomedical Engineering, Baltimore, Maryland, United States.
Journal of biomedical optics
|May 15, 2025
概括
在光声学成像中,动态光输送可将与激光相关的热损伤减少80%,同时保持图像质量. 这种新的方法提高了手术指导系统的生物安全性.
科学领域:
- 生物医学光学 生物医学光学
- 医学成像医学成像
- 手术技术手术技术的使用.
背景情况:
- 光声成像 (PAI) 提供了潜在的外科指导.
- 在PAI中长时间的激光暴露引发了生物安全问题,限制了信号与噪声比 (SNR).
- 目前的冷却策略有不良影响,需要替代解决方案.
研究的目的:
- 引入和评估PAI的动态光输送策略.
- 为了尽量减少PAI期间激光诱导的热损伤.
- 为了保持与静止光输送相似的PAI图像质量.
主要方法:
- 蒙特卡洛模拟以评估光源位移的能量密度.
- 动态发光装置的设计和原型设计.
- 在体内猪肝模型以评估热损伤和图像质量,使用750nm激光脉冲.
主要成果:
- 与静止发射相比,动态发光可以减少1.85倍的表面能量密度.
- 静态和动态光输送之间的SNR和对比度与噪声比 (CNR) 没有统计学上显著的差异.
- 在猪肝组织中,动态光输送使出血深度降低了80% (0.79毫米至0.16毫米).
结论:
- 动态光输送是一种可行的策略,可以减轻PAI中与激光相关的热损伤.
- 这种方法可以保持图像质量,同时提高生物安全性.
- 有希望将PAI纳入外科手术指南.


