Photoacoustic spectrum analysis for microstructure characterization in biological tissue: analytical model.
Photoacoustic spectrum analysis for microstructure characterization in biological tissue: analytical model.
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DOI：
10.1016/j.ultrasmedbio.2015.01.010
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发表时间：
2015-05
影响因子：
2.9
通讯作者：
Wang, Xueding
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xu, Guan;Fowlkes, J. Brian;Tao, Chao;Liu, Xiaojun;Wang, Xueding
光声光谱分析（PASA）已证明能够识别体模和生物组织中的微观结构。PASA采用超声（US）频谱分析中的程序，尽管与超声背向散射和光声波生成相关的信号生成机制不同。本研究的目的是从理论上验证PASA的方法。推导了空间离散均匀随机分布的相同微球所产生的声放大信号功率谱的解析解。解析解的模拟和实验验证包括：1）直径为300 μm的单个微球的功率谱轮廓;（2）随机分布的微球直径为100、200、300、400和500 μm，浓度为30、60、120、240、在[0.5，13 MHz]的观测范围内，每1.53cm ~ 3有480个。
Photoacoustic spectrum analysis (PASA) has demonstrated the capability of identifying the microstructures in phantoms and biological tissues. PASA adopts the procedures in ultrasound (US) spectrum analysis although the signal generation mechanisms related to ultrasound backscatter and photoacoustic wave generation differ. The purpose of this study is to theoretically validate the method of PASA. The analytical solution to the power spectrum of PA signals generated by identical microspheres following discrete uniform random distribution in space was derived. The simulation and experiment validation of analytical solution include: 1) the power spectrum profile of a single microsphere with a diameter of 300 μm; and 2) the PASA parameters of the PA signals generated by randomly distributed microspheres of diameters of 100, 200, 300, 400 and 500 μm, and at concentrations of 30, 60, 120, 240, 480 per 1.53cm3 in the observation range of [0.5, 13MHz].
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