パルスレーザー光音響イメージング（PL-PAI）は、新しい生体医療イメージング手法です。非侵襲的かつ非電離性のイメージング手法として、純粋な光学的組織イメージングの高い選択性と、純粋な超音波組織イメージングの深部浸透性を兼ね備えています。この手法は原理的に光散乱の影響を回避し、高解像度かつ高コントラストの組織画像を取得できるため、生体医療分野の専門家から徐々に注目を集め、応用されています。

革新的な画像技術：

パルスレーザー光音響イメージングは​​、臨床医学と生物学的検出という2つの主要分野で応用されています。その独自の技術的利点により、Bモード超音波やCTなどの従来のイメージング手法とは一線を画しています。パルスレーザーの狭いパルス幅に基づき、イメージング解像度はミクロンレベルに達します。組織細胞内の物質の波長吸収の違いにより、イメージング画像は超高コントラストマップとなります。532nmレーザーなどの特定の波長のレーザーを照射すると、光子は組織の深部まで数センチメートルまで浸透し、深部組織イメージングを実現します。外因性造影剤を必要としないため、操作者と試料の安全性が確保され、放射線の影響を心配する必要もありません。さらに、このイメージング手法は、組織の酸素飽和度や血行動態などの機能情報も提供できます。

原理：

光音響イメージングの原理は、プロセスから5つのステップに分けられます。最初のステップでは、狭いパルス幅のレーザーが生体組織を照射し、レーザーエネルギーが組織に吸収されます。2番目のステップでは、大量のエネルギーを吸収した組織は短時間でエネルギーを放出できず、温度が上昇して熱弾性膨張を起こし、周期的な熱流によって周囲の媒体が膨張・収縮して超音波を励起します。3番目のステップでは、超音波トランスデューサが組織によって生成された超音波信号を受信します。4番目のステップでは、特定の回路が受信した超音波信号を増幅およびフィルタリングします。最後のステップでは、コンピュータが画像再構成アルゴリズムを使用して、超音波信号を組織の内部構造の画像に変換します。照明が均一な場合、再構成された画像は吸収分布に順次対応します。

装置

光音響イメージングシステムは複雑なシステムであり、主にパルスレーザー光源、超音波検出システム、スキャンシステム、コンピュータ制御システムの4つのコアシステムで構成されています。光源は光音響イメージングの中核部分であり、一般的にはNd:YAGレーザーやNd:YAGレーザー周波数倍増に基づく532nmレーザーなどが使用されます。Nd:YAGレーザーまたはNd:YAGレーザー周波数倍増に基づく532nmレーザーでは、小型化、ピーク出力、高安定性、低コストといった利点からマイクロチップレーザーが好まれています。超音波検出システムでは、一般的に圧電セラミックトランスデューサや容量性マイクロメカニカル超音波トランスデューサなどが使用されます。前者はマイクロチップレーザーと組み合わせて最適な組み合わせを実現します。スキャンシステムでは、組織サンプルを2次元または3次元でスキャンできます。最後に、コンピュータシステムによってシステムが再構成され、高解像度、高コントラストの画像が得られます。

リアルライト 光音響イメージング用途向けに、1064nmパルスレーザー、532nmパルスレーザーなど、さまざまなパルス幅、さまざまな波長のパルスレーザー製品を提供しています。 マイクロチップパルスレーザー 製品はテストおよび検証済みで、高い安定性、優れた信頼性、小型サイズ、容易な統合互換性を備えています。

予防：

実際の応用においては、組織の種類によって吸収特性や皮下深度が異なること、また様々な差異があるため、専門家は適切なレーザーパラメータと合理的なスキャンプログラムを選択する必要が生じる場合が多い。臨床医療においては、患者の協力を得ること、レーザーの安全性に注意を払うこと、患者を保護すること、そして患者の実際の状況に合わせて治療を行うことも必要となる。

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