Detail publikace

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

HUYNH Trung Nam, ZHANG Edward, FRANCIES Olivia, KUKLIŠ Filip, ALLEN Thomas, ZHU Jiaqi, ABEYAKOON Oshaani, LUCKA Felix, BETCKE Marta, JAROŠ Jiří, ARRIDGE Simon, COX Ben T., PLUMB Andrew a BEARD Paul. A fast all-optical 3D photoacoustic scanner for clinical vascular imaging. Nature Biomedical Engineering, roč. 8, č. 10, 2024, s. 1-18. ISSN 2157-846X.
Název česky
Rychlý plně optický 3D fotoakustický skener pro klinické zobrazování cév
Typ
článek v časopise
Jazyk
angličtina
Autoři
Huynh Trung Nam (MedPhys UCL)
Zhang Edward (UCL)
Francies Olivia (UCL)
Kukliš Filip, Ing. (UPSY FIT VUT)
Allen Thomas (MedPhys UCL)
Zhu Jiaqi (MedPhys UCL)
Abeyakoon Oshaani (UCL)
Lucka Felix (CWI)
Betcke Marta (CS UCL)
Jaroš Jiří, doc. Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT)
Arridge Simon, prof. (UCL)
Cox Ben T. (UCL)
Plumb Andrew (UCL)
Beard Paul (UCL)
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
Vydavatel
Springer London
DOI
10.1038/s41551-024-01247-x
EID Scopus
2-s2.0-85205375842
BibTeX 
@ARTICLE{FITPUB12979,
   author = "Nam Trung Huynh and Edward Zhang and Olivia Francies and Filip Kukli\v{s} and Thomas Allen and Jiaqi Zhu and Oshaani Abeyakoon and Felix Lucka and Marta Betcke and Ji\v{r}\'{i} Jaro\v{s} and Simon Arridge and T. Ben Cox and Andrew Plumb and Paul Beard",
   title = "A fast all-optical 3D photoacoustic scanner for clinical vascular imaging",
   pages = "1--18",
   journal = "Nature Biomedical Engineering",
   volume = 8,
   number = 10,
   year = 2024,
   ISSN = "2157-846X",
   doi = "10.1038/s41551-024-01247-x",
   language = "english",
   url = "https://www.fit.vut.cz/research/publication/12979"
}
Soubory
Nahoru