Dado que los métodos de imagen óptica tradicionales no permiten obtener imágenes de alta resolución en tejidos biológicos con fuerte dispersión, la tecnología de imagen fotoacústica (PAI), que utiliza el efecto fotoacústico, ofrece una nueva herramienta de imagen en el campo biomédico. La tecnología PAI es un método de imagen híbrido que combina el alto contraste y el reconocimiento espectral de la imagen óptica con la gran profundidad de penetración de la imagen ultrasónica.

La tecnología PAI utiliza un láser de pulsos cortos para irradiar el objeto bajo prueba. El objeto absorbe la energía lumínica, lo que provoca un aumento de la temperatura local y una expansión termoelástica, generando así ondas ultrasónicas. Al detectar las señales ultrasónicas, se puede reconstruir la distribución de la absorción de luz en el objeto y obtener una imagen de profundidad del mismo. La tecnología PAI incluye principalmente la tomografía fotoacústica (PAT) y la microscopía fotoacústica (PAM). Se ha demostrado que la tecnología PAI tiene un gran valor de aplicación en muchos campos biomédicos, como la obtención de imágenes de angiogénesis tumoral, la obtención de imágenes de hemoglobina y concentración de oxígeno en sangre, el diagnóstico de cáncer de mama, la obtención de imágenes de placa cardiovascular y cerebrovascular, etc.

Láser de microchip RealLight de subnanosegundos

La microscopía fotoacústica (PAM), un modo de imagen no invasivo que combina las ventajas de la imagen óptica y ultrasónica, se ha utilizado con éxito en el estudio de células, microvasos y tejidos en los últimos años. Al realizar la detección de imágenes fotoacústicas en tejidos biológicos, los principales absorbentes son los tejidos vasculares, en los que el diámetro mínimo de los capilares es de aproximadamente 4 μm, su tiempo de confinamiento térmico es de aproximadamente 0,2 ms y el tiempo de confinamiento de presión es de aproximadamente 1,3 ns. Por lo tanto, solo cuando el ancho del pulso láser es inferior a 1,3 ns, se puede considerar que no hay difusión térmica entre los absorbentes y el mundo exterior durante la etapa de radiación óptica. Además, la onda ultrasónica generada por el centro del absorbente no se ha transmitido a la superficie del mismo. Por lo tanto, la resolución de la imagen fotoacústica se puede mejorar eficazmente utilizando un láser de pulso corto inferior a 1,5 ns.

 (Imagen de la referencia [1])

El láser de microchip subnanosegundo de la serie MC, fabricado por RealLight, ofrece diversas opciones de ancho de pulso, como 1,5 ns, 750 ps, ​​350 ps, ​​etc., que cumplen plenamente con los requisitos de resolución de la detección fotoacústica. La frecuencia de repetición alcanza los kHz, lo que mejora significativamente la eficiencia de la detección fotoacústica. El láser de microchip subnanosegundo representa una excelente alternativa para la tecnología de detección microscópica fotoacústica.

En Optics Letters, en junio de 2022, el profesor Ma Zhenhe y su equipo de la Facultad de Ingeniería y Control de la Universidad del Noreste, campus Qinhuangdao, publicaron un artículo titulado: "Contraste de interferencia espectral basado en microscopía fotoacústica sin contacto realizada mediante SDOCT". En este artículo, se propuso un nuevo método de detección mediante microscopía fotoacústica (PAM) combinando la tecnología fotoacústica con la tecnología OCT. Para obtener imágenes capilares nítidas, se utilizó el láser de microchip subnanosegundo MCA-532-2.5-060 (532 nm, 1,5 ns, 2,5 kHz, 60 µJ) de RealLight. Esto proporciona un nuevo método para la aplicación futura de la imagen fotoacústica en este campo.

Referencias

Zhenhe Ma,1,2 Ning Ding,3 Zhen Li,1 Keliang Zhu,1 Ang Li,1 Zhanhong Lin,1 Yi Wang,1,2 Yuqian Zhao,1 Yao Yu,1,2 Jingmin Luan,4 Xin Zhu,5 AND Jian Liu1,2,∗ ， Microscopía fotoacústica sin contacto basada en contraste de interferencia espectral realizada por SDOCT [J] Optics Letters, Vol.47, No11/1 Junio ​​de 2022

Xiaojing Gong, Jing Meng, Jianhua Chen, Riqiang Lin, Xiaosong Bai, Jiaxiang Zheng, Liang Song*, [J] Integration Technology, Vol.2, No.5 Septiembre de 2022