Метод повышения помехоустойчивости в оптоакустической системе визуализации

Бесплатный доступ

При оптоакустической визуализации объект освещается коротким лазерным импульсом, и энергия поглощенного фотона преобразуется в тепло, что приводит к кратковременному локальному повышению температуры. Повышение температуры вызывает термоупругое расширение, которое вызывает локальное повышение давления и излучает акустические волны. Существуют теории для описания процесса пространственной когерентности как функции расстояния между элементами на приемной акустической антенне, что позволяет оптимизировать изображение, полученное в результате оптоакустического эффекта. Однако в этих теориях отсутствует модель шума, который вносит значительные отклонения в измерениях. Оптоакустическая томография классифицируется как метод гибридной визуализации на основе оптоакустического эффекта. Оптоакустические сигналы по своей природе регистрируются в шумной среде, а также подвержены воздействию шума компонентов системы. Поэтому важно уменьшить шум в сигналах, чтобы восстановить изображения с меньшей ошибкой. В работе приведены алгоритмы обработки акустического сигнала для получения изображения, сформированного в результате оптоакустического эффекта.

Еще

Оптоакустический эффект, акустический сигнал, цитомер, томография, лазер, optoacoustic signal, erythrocytes, power spectral density, laser

Короткий адрес: https://sciup.org/142221449

IDR: 142221449   |   DOI: 10.18358/np-29-4-i119123

Список литературы Метод повышения помехоустойчивости в оптоакустической системе визуализации

  • Wang L.V., Hu S. Photoacoustic tomography: in vivo imaging from organelles to organs // Science. 2012. Vol. 335, is. 6075. P. 1458–1462. DOI: 10.1126/science.1216210
  • Ermilov S.A., Khamapirad T., Conjusteau A., Leonard M.H., Lacewell R., Mehta K., Miller T., Oraevsky A.A. Laser optoacoustic imaging system for detection of breast cancer // J. Biomed. Opt. 2009. Vol. 14, no. 2. 024007. DOI: 10.1117/1.3086616
  • Ke H., Liu C., Wang L.V., Erpelding T.N., Jankovic L. Performance characterization of an integrated ultrasound, photoacoustic, and thermoacoustic imaging system // J. Biomed. Opt. 2012. Vol. 17, no. 5. 056010. DOI: 10.1117/1.JBO.17.6.061208
  • Yao D.-K., Maslov K., Shung K.K., Zhou Q., Wang L.V. In vivo label-free photoacoustic microscopy of cell nuclei by excitation of DNA and RNA // Opt. Lett. 2010. Vol. 35, is. 24. P. 4139–4141. DOI: 10.1364/OL.35.004139
  • Zhang C., Maslov K., Wang L.V. Subwavelengthresolution label-free photoacoustic microscopy of optical absorption in vivo // Opt. Lett. 2010. Vol. 35, is. 19. P. 3195–3197. DOI: 10.1364/OL.35.003195
  • Wang L.V. Tutorial on photoacoustic microscopy and computed tomography // IEEE J. Sel. Topics Quant. Electron. 2008. Vol. 14, is. 1. P. 171–179. DOI: 10.1109/JSTQE.2007.913398
  • Yao J., Maslov K., Zhang Y., Xia Y., Wang L.V. Label-free oxygen-metabolic photoacoustic microscopy in vivo // J. Biomed. Opt. 2011. Vol. 16, no. 7. 076003. DOI: 10.1117/1.3594786
  • Yeh C., Hu S., Maslov K., Wang L.V. Photoacoustic microscopy of blood pulse wave // J. Biomed. Opt. 2012. Vol. 17, is. 7. 070504. DOI: 10.1117/1.JBO.17.7.070504
  • Zharov V.P. Ultrasharp nonlinear photothermal and photoacoustic resonances and holes beyond the spectral limit // Nat. Photonics. 2011. Vol. 5, is. 2. P. 110–116.
  • Zhu L., Danielli A., et al. Cross-beam nonlinear photoacoustic microscopy // Proceedings of SPIE. 2014. DOI: 10.1364/BIOMED.2014.BS2A.2
  • Starchenko I.B., Kravchuk D.A., Kirichenko I.A. An optoacoustic laser cytometer prototype // Biomedical Engineering. 2018. Vol. 51, no. 5. P. 308–312. DOI: 10.1007/s10527-018-9737-8
  • Кравчук Д.А., Старченко И.Б. Теоретическая модель для диагностики эффекта кислородонасыщения эритроцитов с помощью оптоакустических сигналов // Прикладная физика. 2018. № 4. С. 89–94.
  • Кравчук Д.А. Математическая модель обнаружения внутриэритроцитарных инфекций с помощью оптоакустического метода // Biomedical photonics. 2018. Т. 7, № 3. С. 36–42. DOI: 10.24931/2413-9432-2018-73-36-42
  • Кравчук Д.А., Старченко И.Б. Модель формирования оптоакустического сигнала от эритроцитов для лазерного цитомера // Лазерная медицина. 2018. Т. 22, № 1. С. 57–61.
  • Кравчук Д.А. Моделирование акустических сигналов при оптоакустическом преобразовании для осесимметричных несферических форм эритроцитов // Научное приборостроение. 2019. Т. 29, № 2. С. 83–89. URL: http://iairas.ru/mag/2019/full2/Art11.pdf
Еще
Статья