Detail publikace

A fast all-optical 3D photoacoustic scanner for clinical vascular imaging

HUYNH, N.; ZHANG, E.; FRANCIES, O.; KUKLIŠ, F.; ALLEN, T.; ZHU, J.; ABEYAKOON, O.; LUCKA, F.; BETCKE, M.; JAROŠ, J.; ARRIDGE, S.; COX, B.; PLUMB, A.; BEARD, P. A fast all-optical 3D photoacoustic scanner for clinical vascular imaging. Nature Biomedical Engineering, 2024, vol. 8, no. 10, p. 1-18. ISSN: 2157-846X.
Název česky
Rychlý plně optický 3D fotoakustický skener pro klinické zobrazování cév
Typ
článek v časopise
Jazyk
anglicky
Autoři
HUYNH, N.
ZHANG, E.
FRANCIES, O.
Kukliš Filip, Ing.
ALLEN, T.
ZHU, J.
ABEYAKOON, O.
LUCKA, F.
BETCKE, M.
Jaroš Jiří, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
ARRIDGE, S.
Cox Ben
PLUMB, A.
BEARD, P.
Klíčová slova

Fotoakustické snímkování, Fabry-Perot ultrazvukový senzor, rekonstrukce obrazu,
real-time zobrazování.

Abstrakt

Klinické hodnocení mikro-vaskulárních patologií (například u diabetu nebo
zánětlivých onemocnění kůže) vyžaduje vizualizaci povrchové vaskulární anatomie.
Fotoakustická tomografie (PAT) využívající plně optický Fabryho-Perotův
ultrazvukový senzor dokáže poskytnout vysoce detailní 3D snímky
mikro-vaskulatury, avšak kvůli dlouhým dobám snímání v řádu minut nebylo možné
její klinické využití. V této práci ukazujeme, že dobu snímání lze zkrátit na
několik sekund, či dokonce na stovky milisekund, díky paralelizaci optické
architektury senzoru, použití laserů s vysokou frekvencí opakování pulzů
a využití komprimovaného snímání. Takto rychlá akvizice PAT minimalizuje
artefakty způsobené pohybem a umožňuje volumetrickou vizualizaci jednotlivých
arteriol, venul, žilních chlopní a tepen či žil o průměru až několik milimetrů do
hloubky přibližně 15 mm, a také dynamické 3D zobrazení změn tkáňové perfuze
a dalších hemodynamických událostí. V pilotních případových studiích jsme pomocí
tohoto skeneru vizualizovali a kvantifikovali mikro-vaskulární změny spojené
s periferním vaskulárním onemocněním, záněty kůže a revmatoidní artritidou.
Rychlá zcela optická PAT by mohla najít uplatnění v kardiovaskulární medicíně,
onkologii, dermatologii a revmatologii.

Rok
2024
Strany
1–18
Časopis
Nature Biomedical Engineering, roč. 8, č. 10, ISSN 2157-846X
DOI
10.1038/s41551-024-01247-x
UT WoS
001322478300001
EID Scopus
2-s2.0-85205375842
BibTeX 
@article{BUT189851,
  author="HUYNH, N. and ZHANG, E. and FRANCIES, O. and KUKLIŠ, F. and ALLEN, T. and ZHU, J. and ABEYAKOON, O. and LUCKA, F. and BETCKE, M. and JAROŠ, J. and ARRIDGE, S. and COX, B. and PLUMB, A. and BEARD, P.",
  title="A fast all-optical 3D photoacoustic scanner for clinical vascular imaging",
  journal="Nature Biomedical Engineering",
  year="2024",
  volume="8",
  number="10",
  pages="1--18",
  doi="10.1038/s41551-024-01247-x",
  issn="2157-846X",
  url="https://www.fit.vut.cz/research/publication/12979/"
}
Soubory
Nahoru