Face aux limitations des méthodes d'imagerie optique traditionnelles pour l'obtention d'images haute résolution dans les tissus biologiques fortement diffusants, l'imagerie photoacoustique (PAI), basée sur l'effet photoacoustique, s'est imposée comme un nouvel outil d'imagerie en recherche biomédicale. La PAI combine le contraste élevé et la capacité de reconnaissance spectrale de l'imagerie optique avec la grande profondeur de pénétration de l'imagerie ultrasonore.

L'imagerie photoacoustique (PAI) consiste à irradier l'objet cible avec un faisceau laser pulsé de courte durée. L'énergie lumineuse absorbée provoque une augmentation locale de la température, induisant une dilatation thermoélastique et la génération d'ondes ultrasonores. La détection de ces signaux ultrasonores permet de reconstruire la distribution de l'absorption lumineuse dans l'objet cible et d'obtenir ainsi une image en profondeur de celui-ci. La PAI se divise en tomographie photoacoustique (PAT) et microscopie photoacoustique (PAM). Cette technique d'imagerie s'est révélée précieuse dans diverses applications biomédicales, notamment pour l'imagerie de la néovascularisation tumorale, la mesure des concentrations d'hémoglobine et d'oxygène, le diagnostic du cancer du sein et la détection des plaques vulnérables dans les vaisseaux cardiovasculaires et cérébraux.

Laser à micropuce subnanoseconde de Reallight

La microscopie photoacoustique (PAM) combine les avantages de l'imagerie optique et ultrasonore. Mode d'imagerie non invasif, la PAM a été utilisée avec succès ces dernières années pour l'étude des cellules, des microvaisseaux et des tissus. Lors de l'imagerie de tissus biologiques par des méthodes photoacoustiques, l'absorbeur principal est le tissu vasculaire, dont les capillaires ont un diamètre minimal d'environ 4 μm. Le temps de confinement thermique est d'environ 0,2 ms et le temps de confinement de la pression d'environ 1,3 ns. Par conséquent, l'utilisation de lasers à impulsions inférieures à 1,3 ns est cruciale pour éviter la diffusion thermique pendant la phase d'irradiation optique. Les lasers à impulsions courtes, d'une durée inférieure à 1,5 ns, améliorent significativement la résolution de l'imagerie photoacoustique.

Effet d'imagerie microscopique photoacoustique - capillaires de l'oreille de souris (image tirée de la référence [1])

Les lasers à micropuce femtoseconde de la série MC, produits par Reallight, offrent différentes largeurs d'impulsion (1,5 ns, 750 ps et 350 ps), répondant ainsi aux exigences de résolution de la détection photoacoustique. Avec des fréquences de répétition atteignant le kHz, ces lasers à micropuce femtoseconde améliorent considérablement l'efficacité de la détection photoacoustique et constituent un choix optimal pour la microscopie photoacoustique.

Dans le numéro de juin 2022 de la revue Optics Letters, l'équipe de Ma Zhenhe, enseignant à l'École d'ingénierie et de contrôle de l'Université du Nord-Est (antenne de Qinhuangdao), a publié un article intitulé : « Microscopie photoacoustique sans contact basée sur le contraste d'interférence spectrale réalisée par SDOCT ». Cet article présente une nouvelle méthode de détection par microscopie photoacoustique (PAM), combinant les technologies photoacoustique et de tomographie par cohérence optique (OCT). L'équipe a utilisé un laser à micropuce subnanoseconde (MCA-532-2.5-060, 532 nm, 1,5 ns, 2,5 kHz, 60 µJ) fourni par Reallight pour obtenir des images nettes des capillaires. Cette approche novatrice contribue au développement des applications de l'imagerie photoacoustique dans ce domaine.

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Références

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 ET Jian Liu1,2,∗ ， Microscopie photoacoustique sans contact basée sur le contraste d'interférence spectrale réalisée par SDOCT [J] Optics Letters, Vol.47, No11/1 juin 2022