A Imagem Fotoacústica por Laser Pulsado (PL-PAI) é um novo método de imagem biomédica. Como um método de imagem não invasivo e não ionizante, ele combina as propriedades de alta seleção da imagem óptica pura de tecidos com as propriedades de penetração profunda da imagem ultrassônica pura de tecidos. Este método evita, em princípio, a influência da dispersão da luz e pode obter imagens de tecidos de alta resolução e alto contraste, por isso vem recebendo cada vez mais atenção e sendo aplicado por especialistas na área biomédica.

Nova tecnologia de imagem:

A imagem fotoacústica por laser pulsado tem sido aplicada em duas áreas principais: medicina clínica e detecção biológica. Suas vantagens técnicas exclusivas a destacam dos métodos de imagem tradicionais, como ultrassom e tomografia computadorizada. Graças à estreita largura de pulso do laser pulsado, a resolução da imagem pode atingir o nível micrométrico. Devido à diferença na absorção de comprimento de onda das substâncias nas células do tecido, as imagens apresentam mapas de altíssimo contraste. Quando irradiado com um laser de comprimento de onda específico, como o laser de 532 nm, os fótons podem penetrar até vários centímetros de profundidade no tecido, permitindo a obtenção de imagens em tecidos profundos. Como não é necessário o uso de agentes de contraste exógenos, a segurança do operador e da amostra é protegida, e não há necessidade de se preocupar com os efeitos da radiação. Finalmente, esse método de imagem também pode fornecer informações funcionais, como a saturação de oxigênio no tecido e a hemodinâmica.

Princípio:

O princípio da imagem fotoacústica pode ser dividido em cinco etapas. Na primeira etapa, um laser de pulso estreito ilumina o tecido biológico, e a energia do laser é absorvida pelo tecido. Na segunda etapa, o tecido que absorve muita energia não consegue liberá-la em um curto período, a temperatura aumenta, causando expansão termoelástica, e o fluxo de calor periódico faz com que o meio circundante se expanda e contraia, estimulando ondas ultrassônicas. Na terceira etapa, o transdutor ultrassônico recebe o sinal ultrassônico gerado pelo tecido. Na quarta etapa, um circuito específico amplifica e filtra o sinal ultrassônico recebido. Na última etapa, o computador usa um algoritmo de reconstrução de imagem para converter o sinal ultrassônico em uma imagem da estrutura interna da organização. Quando a iluminação é uniforme, a imagem reconstruída corresponderá à distribuição de absorção, uma a uma.

Equipamento

O sistema de imagem fotoacústica é um sistema complexo, composto principalmente por quatro sistemas principais: fonte de luz laser pulsada, sistema de detecção ultrassônica, sistema de escaneamento e sistema de controle computadorizado. A fonte de luz é a parte central da imagem fotoacústica, sendo comumente utilizados lasers como o Nd:YAG e lasers de 532 nm baseados na duplicação de frequência do Nd:YAG. Dentre os lasers Nd:YAG e lasers de 532 nm baseados na duplicação de frequência do Nd:YAG, os lasers de microchip são preferidos devido à sua miniaturização, potência de pico, alta estabilidade e baixo custo. Nos sistemas de detecção ultrassônica, são comumente utilizados transdutores piezoelétricos de cerâmica e transdutores ultrassônicos micromecânicos capacitivos. Os primeiros são combinados com um laser de microchip para obter o melhor ajuste. Com o sistema de escaneamento, as amostras de tecido podem ser escaneadas em duas ou três dimensões. Finalmente, o sistema reconstrói a imagem para obter uma imagem de alta resolução e alto contraste.

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Precauções:

Na prática, devido às diferentes características de absorção e profundidade subcutânea dos diversos tecidos, bem como a outras variações, muitas vezes é necessário que os profissionais selecionem parâmetros de laser adequados e programas de escaneamento apropriados. Na medicina clínica, também é fundamental obter a cooperação dos pacientes, atentar para a segurança do laser, proteger os pacientes e adaptar-se à situação real de cada um.

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