Les techniques d'imagerie optique traditionnelles ne permettant pas une détection à haute résolution dans les tissus biologiques fortement diffusants, l'imagerie photoacoustique (PAI), qui exploite l'effet photoacoustique, offre un nouvel outil d'imagerie en biomédecine. La PAI est une méthode d'imagerie hybride, combinant le contraste élevé et la reconnaissance spectrale de l'imagerie optique avec la grande profondeur de pénétration de l'imagerie ultrasonore.

La technologie PAI utilise un laser à impulsions courtes pour irradier l'objet testé. Ce dernier absorbe l'énergie lumineuse, ce qui entraîne une élévation locale de température et une dilatation thermoélastique, générant ainsi des ondes ultrasonores. La détection de ces signaux ultrasonores permet de reconstruire la distribution de l'absorption lumineuse au sein de l'objet et d'obtenir son image en profondeur. La technologie PAI comprend principalement la tomographie photoacoustique (PAT) et la microscopie photoacoustique (PAM). Elle a démontré son importance dans de nombreux domaines biomédicaux, tels que l'imagerie de l'angiogenèse tumorale, l'imagerie de la concentration d'hémoglobine et d'oxygène dans le sang, le diagnostic du cancer du sein, l'imagerie des plaques cardiovasculaires et cérébrovasculaires, etc.

Laser à micropuce subnanoseconde RealLight

La microscopie photoacoustique (PAM), une technique d'imagerie non invasive combinant les avantages de l'imagerie optique et ultrasonore, a été utilisée avec succès ces dernières années pour l'étude des cellules, des microvaisseaux et des tissus. Lors de la détection par imagerie photoacoustique de tissus biologiques, les principaux absorbeurs sont les vaisseaux sanguins, dont le diamètre minimal des capillaires est d'environ 4 μm, le temps de confinement thermique d'environ 0,2 ms et le temps de confinement de la pression d'environ 1,3 ns. Par conséquent, l'absence de diffusion thermique entre les absorbeurs et le milieu extérieur pendant la phase d'irradiation optique est négligeable uniquement lorsque la durée d'impulsion laser est inférieure à 1,3 ns. De plus, l'onde ultrasonore générée au centre de l'absorbeur n'est pas encore transmise à sa surface. Ainsi, la résolution de l'imagerie photoacoustique peut être efficacement améliorée grâce à l'utilisation d'un laser à impulsions courtes, inférieures à 1,5 ns.

 (Image tirée de la référence [1])

Le laser à micropuce subnanoseconde de la série MC, produit par RealLight, offre diverses options de largeur d'impulsion (1,5 ns, 750 ps, ​​350 ps, ​​etc.), répondant ainsi parfaitement aux exigences de résolution de la détection photoacoustique. Sa fréquence de répétition, de l'ordre du kHz, améliore considérablement l'efficacité de cette détection. Le laser à micropuce subnanoseconde constitue une solution optimale pour la microdétection photoacoustique.

Dans la revue Optics Letters de juin 2022, le professeur Ma Zhenhe et son équipe de la Faculté d'ingénierie et de contrôle de l'Université du Nord-Est (antenne de Qinhuangdao) ont publié un article intitulé : « Contraste d'interférence spectrale basé sur la microscopie photoacoustique sans contact réalisée par SDOCT ». Cet article propose une nouvelle méthode de détection par microscopie photoacoustique (PAM) combinant les technologies photoacoustique et OCT. Un laser à micropuce subnanoseconde MCA-532-2.5-060 (532 nm, 1,5 ns, 2,5 kHz, 60 µJ) fourni par RealLight a été utilisé pour obtenir des images capillaires nettes. Cette méthode ouvre de nouvelles perspectives pour l'imagerie photoacoustique dans ce domaine.

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

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