펄스 레이저 광음향 영상

2025년 6월 30일

펄스 레이저 광음향 영상(PL-PAI)은 새로운 생의학 영상 기법입니다. 비침습적이고 비이온화 방식의 이 영상 기법은 순수 광학 조직 영상의 높은 선택성과 순수 초음파 조직 영상의 깊은 투과성을 결합한 것입니다. 원칙적으로 빛 산란의 영향을 받지 않으며, 고해상도 및 고대비 조직 영상을 얻을 수 있어 생의학 분야 전문가들의 주목을 받으며 점차 활용되고 있습니다.

혁신적인 영상 기술:

펄스 레이저 광음향 영상(PLA-PAI)은 임상 의학 및 생물학적 검출이라는 두 가지 주요 분야에 적용되고 있습니다. 이 기술은 초음파나 CT와 같은 기존 영상 기법과 비교했을 때 독특한 기술적 장점을 지니고 있습니다. 펄스 레이저의 좁은 펄스 폭 덕분에 마이크론 수준의 영상 해상도를 구현할 수 있습니다. 조직 세포 내 물질들의 파장 흡수 차이로 인해 초고대비 영상을 얻을 수 있습니다. 532nm 레이저와 같은 특정 파장의 레이저를 조사하면 광자가 조직 깊숙이 수 센티미터까지 침투하여 심부 조직 영상을 얻을 수 있습니다. 외부 조영제가 필요 없으므로 시술자와 검체의 안전이 보장되며 방사선 영향에 대한 우려도 없습니다. 또한, 이 영상 기법은 조직 산소 포화도 및 혈류 역학과 같은 기능적 정보도 제공할 수 있습니다.

원칙:

광음향 영상의 원리는 다음과 같은 다섯 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 단계에서는 좁은 펄스 폭의 레이저가 생체 조직을 비추고, 조직은 레이저 에너지를 흡수합니다. 두 번째 단계에서는 많은 에너지를 흡수한 조직이 단시간에 에너지를 방출하지 못하여 온도가 상승하고, 이로 인해 열탄성 팽창이 발생하며, 주기적인 열 흐름이 주변 매질을 팽창 및 수축시켜 초음파를 발생시킵니다. 세 번째 단계에서는 초음파 변환기가 조직에서 발생한 초음파 신호를 수신합니다. 네 번째 단계에서는 특정 회로가 수신된 초음파 신호를 증폭하고 필터링합니다. 마지막 단계에서는 컴퓨터가 영상 재구성 알고리즘을 사용하여 초음파 신호를 조직 내부 구조의 영상으로 변환합니다. 조명이 균일한 경우, 재구성된 영상은 흡수 분포와 정확하게 일치합니다.

장비

광음향 영상 시스템은 펄스 레이저 광원, 초음파 검출 시스템, 스캐닝 시스템 및 컴퓨터 제어 시스템의 네 가지 핵심 시스템으로 구성된 복잡한 시스템입니다. 광원은 광음향 영상의 핵심 부분으로, 일반적으로 Nd:YAG 레이저, Nd:YAG 레이저 주파수 배가 기반의 532nm 레이저 등이 사용됩니다. Nd:YAG 레이저 또는 Nd:YAG 레이저 주파수 배가 기반의 532nm 레이저 중에서는 소형화, 높은 최대 출력, 높은 안정성 및 저렴한 비용 때문에 마이크로칩 레이저가 선호됩니다. 초음파 검출 시스템에는 압전 세라믹 변환기, 정전 용량식 미세 기계 초음파 변환기 등이 일반적으로 사용됩니다. 압전 세라믹 변환기는 마이크로칩 레이저와 최적의 조합을 이루도록 사용됩니다. 스캐닝 시스템을 통해 조직 샘플을 2차원 또는 3차원으로 스캔할 수 있습니다. 마지막으로, 컴퓨터 시스템은 스캔된 이미지를 재구성하여 고해상도, 고대비 영상을 생성합니다.

리얼라이트 당사는 1064nm 펄스 레이저, 532nm 펄스 레이저 등 광음향 이미징 응용 분야에 적합한 다양한 펄스 폭과 파장의 펄스 레이저 제품을 제공합니다. 다양한 제품군을 갖추고 있습니다. 마이크로칩 펄스 레이저 본 제품은 테스트 및 검증을 거쳤으며, 높은 안정성, 우수한 신뢰성, 소형 크기 및 손쉬운 통합 호환성을 자랑합니다.

지침:

실제 적용에서는 조직마다 흡수 특성과 피하 깊이가 다르고 여러 가지 차이가 있기 때문에 전문가가 적절한 레이저 매개변수와 합리적인 조사 프로그램을 선택해야 하는 경우가 많습니다. 임상 의학에서는 환자의 협조를 얻고 레이저 안전에 유의하며 환자를 보호하는 것 외에도 환자의 실제 상황을 최대한 고려해야 합니다.