В 1880 году американский учёный Александр Грэм Белл обнаружил, что при облучении материала модулированным светом он поглощает свет и генерирует акустические сигналы на той же частоте, что и падающий световой импульс. Интенсивность сигнала возрастает с увеличением поглощения света материалом. Однако, из-за технологических ограничений той эпохи — в частности, отсутствия мощных источников света и чувствительных детекторов — это открытие не привело к немедленным дальнейшим разработкам.

В 1960-х годах интерес к фотоакустическому эффекту возрос с появлением лазеров и разработкой высокочувствительных микрофонов и пьезоэлектрических преобразователей. Тем не менее, прогресс оставался относительно медленным. Лишь в 1990-х годах технология фотоакустической визуализации (ФАВ), основанная на фотоакустическом эффекте, получила стремительное развитие и нашла широкое применение в биомедицинских областях. ФАВ на основе импульсных лазеров позволяет получать изображения биологических тканей с высоким разрешением и контрастом, что делает ее исключительной технологией для применения в биологической визуализации, дерматологической визуализации, молекулярной визуализации и функциональной визуализации.

В настоящее время фотоакустическая визуализация (ПАИ) достигла наивысшего уровня зрелости в биомедицинской визуализации. Например, в сосудистой визуализации характеристики поглощения гемоглобина на длинах волн, таких как 532 нм и 1064 нм, делают импульсные лазеры Nd:YAG с модуляцией добротности идеальными для высококонтрастной визуализации сосудистых структур, даже в глубоких тканях. Реальный свет‘s микрочиповые импульсные лазерыБлагодаря наносекундной длительности импульсов, фотоакустическая визуализация (ПАИ) дополнительно повышает пространственно-временное разрешение в приложениях ПАИ. Высокая пиковая мощность обеспечивает достаточную энергию для возбуждения сигнала, а компактная конструкция способствует разработке недорогих портативных устройств ПАИ. При обнаружении опухолей ПАИ может выявлять аномальный метаболизм кислорода в крови в опухолевых областях. Аналогично, в нейровизуализации она используется для изучения церебральных сосудистых сетей и гемодинамики.

Вкратце, импульсные лазеры служат основным источником света для фотоакустической визуализации (ПАИ). Их высокая пиковая мощность и сверхкороткие импульсы делают их незаменимыми для биомедицинской визуализации, молекулярной визуализации и функциональной визуализации. По мере дальнейшего развития лазерных технологий и алгоритмов визуализации, применение импульсных лазеров в ПАИ будет расширяться, стимулируя дальнейшие инновации в этой области.

Предупреждение: Часть информации в этой статье взята из интернета в целях технических исследований и обмена информацией. Она предназначена только для ознакомления и обучения. В случае обнаружения каких-либо неточностей или академических расхождений, пожалуйста, сообщите нам об этом. По вопросам авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами, и мы оперативно проверим и удалим любой контент, нарушающий авторские права.