La imagen fotoacústica láser pulsada (PL-PAI) es un nuevo método de imagen biomédica. Como método no invasivo y no ionizante, combina la alta selectividad de la imagen óptica pura de tejidos con la gran penetración de la imagen ultrasónica pura. Este método evita, en principio, la influencia de la dispersión de la luz y permite obtener imágenes de tejidos de alta resolución y alto contraste, por lo que está ganando popularidad y se está aplicando cada vez más entre los expertos en el campo biomédico.

Nueva tecnología de imagen:

La imagen fotoacústica láser pulsada se ha aplicado en dos campos principales: la medicina clínica y la detección biológica. Sus ventajas técnicas únicas la distinguen de los métodos de imagen tradicionales, como la ecografía y la tomografía computarizada. Gracias a la estrecha duración del pulso láser, la resolución de la imagen puede alcanzar el nivel micrométrico. Debido a la diferencia en la absorción de longitud de onda de las sustancias en las células del tejido, las imágenes presentan mapas de contraste ultra alto. Al irradiar con un láser de longitud de onda específica, como el láser de 532 nm, los fotones pueden penetrar incluso varios centímetros en el tejido para obtener imágenes de tejidos profundos. Dado que no se requiere un agente de contraste exógeno, se protege la seguridad del operador y de la muestra, y no hay que preocuparse por los efectos de la radiación. Finalmente, este método de imagen también puede proporcionar información funcional, como la saturación de oxígeno tisular y la hemodinámica.

Principio:

El principio de la imagen fotoacústica se puede dividir en cinco pasos. En el primer paso, un láser de pulso estrecho ilumina el tejido biológico, y la energía del láser es absorbida por el tejido. En el segundo paso, el tejido que absorbe mucha energía no puede liberarla rápidamente, por lo que su temperatura aumenta, provocando una expansión termoelástica. El flujo de calor periódico hace que el medio circundante se expanda y contraiga, estimulando así las ondas ultrasónicas. En el tercer paso, el transductor ultrasónico recibe la señal ultrasónica generada por el tejido. En el cuarto paso, un circuito específico amplifica y filtra la señal ultrasónica recibida. En el último paso, la computadora utiliza un algoritmo de reconstrucción de imágenes para convertir la señal ultrasónica en una imagen de la estructura interna del organismo. Cuando la iluminación es uniforme, la imagen reconstruida corresponderá a la distribución de absorción de cada punto.

Equipo

El sistema de imagen fotoacústica es un sistema complejo que incluye principalmente cuatro componentes principales: fuente de luz láser pulsada, sistema de detección ultrasónica, sistema de escaneo y sistema de control informático. La fuente de luz es el componente central del sistema de imagen fotoacústica, y se utilizan comúnmente láseres como el Nd:YAG y láseres de 532 nm basados ​​en la duplicación de frecuencia del láser Nd:YAG. En los láseres Nd:YAG o láseres de 532 nm basados ​​en la duplicación de frecuencia del láser Nd:YAG, se prefieren los láseres de microchip por su miniaturización, potencia máxima, alta estabilidad y bajo costo. En los sistemas de detección ultrasónica, se utilizan comúnmente transductores cerámicos piezoeléctricos y transductores ultrasónicos micromecánicos capacitivos. El primero se combina con un láser de microchip para lograr el mejor ajuste. Con el sistema de escaneo, las muestras de tejido se pueden escanear en dos o tres dimensiones. Finalmente, el sistema informático reconstruye la imagen para obtener una imagen de alta resolución y alto contraste.

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Precauciones:

En aplicaciones prácticas, debido a las diferentes características de absorción y profundidad subcutánea de los distintos tejidos, así como a diversas diferencias, a menudo es necesario que los profesionales seleccionen los parámetros láser adecuados y programas de escaneo apropiados. En medicina clínica, también es fundamental obtener la cooperación de los pacientes, prestar atención a la seguridad láser, protegerlos y, en general, considerar la situación particular de cada paciente.

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