Real-time interleaved spectroscopic photoacoustic and ultrasound (PAUS) scanning with simultaneous fluence compensation and motion correction.
Real-time interleaved spectroscopic photoacoustic and ultrasound (PAUS) scanning with simultaneous fluence compensation and motion correction.
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DOI：
10.1038/s41467-021-20947-5
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发表时间：
2021-01-29
影响因子：
16.6
通讯作者：
O'Donnell M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jeng GS;Li ML;Kim M;Yoon SJ;Pitre JJ Jr;Li DS;Pelivanov I;O'Donnell M
二十多年来，光声成像已经在临床上进行了测试，但成功的人体试验有限。为了实现定量临床光谱学，必须克服波长相关的通量变化和波长间运动的基本问题。在这里，我们提出了一个实时的，光谱光声/超声（PAUS）成像方法，使用一个紧凑的，1 kHz速率波长可调谐激光器。代替在大面积上照射组织，围绕US阵列的光纤传输系统顺序扫描窄激光束，每个激光脉冲具有部分PA图像重建。然后，通过相干地对部分图像求和来形成最终图像。该方案使得能够（i）自动补偿光谱PA成像中的波长相关的通量变化，以及（ii）在实时系统中使用US散斑跟踪的光谱PA帧的运动校正。使用标记药物递送的鼠模型在体内证明了50-Hz视频速率PAUS系统。光谱光声成像受到波长依赖的能量密度变化和组织运动的限制。在这里，作者实现了实时通量和运动校正在体内使用波长可调谐激光，连续扫描的窄光束和部分图像重建每个脉冲。
For over two decades photoacoustic imaging has been tested clinically, but successful human trials have been limited. To enable quantitative clinical spectroscopy, the fundamental issues of wavelength-dependent fluence variations and inter-wavelength motion must be overcome. Here we propose a real-time, spectroscopic photoacoustic/ultrasound (PAUS) imaging approach using a compact, 1-kHz rate wavelength-tunable laser. Instead of illuminating tissue over a large area, the fiber-optic delivery system surrounding an US array sequentially scans a narrow laser beam, with partial PA image reconstruction for each laser pulse. The final image is then formed by coherently summing partial images. This scheme enables (i) automatic compensation for wavelength-dependent fluence variations in spectroscopic PA imaging and (ii) motion correction of spectroscopic PA frames using US speckle tracking in real-time systems. The 50-Hz video rate PAUS system is demonstrated in vivo using a murine model of labelled drug delivery. Spectroscopic photoacoustic imaging has been limited by wavelength-dependent fluence variations and tissue motion. Here, the authors achieve real-time fluence and motion correction in vivo by using a wavelength-tunable laser, sequential scan of a narrow beam and partial image reconstruction for each pulse.
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影响因子：
3.4
作者：
Grabtchak, Serge;Callaghan, Kristen B.;Whelan, William M.
通讯作者：
Whelan, William M.
基于模型的光声层析成像重建与通量补偿相结合
影响因子：
4.6
作者：
Bu, Shuhui;Liu, Zhenbao;Asao, Yasufumi
通讯作者：
Asao, Yasufumi
影响因子：
3.9
作者：
Jeng, Geng-Shi;Zontak, Maria;O'Donnell, Matthew
通讯作者：
O'Donnell, Matthew
影响因子：
7.9
作者：
Held, K. Gerrit;Jaeger, Michael;Ricka, Jaro;Frenz, Martin;Akarcay, H. Gunhan
通讯作者：
Akarcay, H. Gunhan
DOI：
10.1126/science.os-2.49.242
发表时间：
1881-05-28
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Bell, A G
通讯作者：
Bell, A G