Optical Tomography Using Echo Pulses Modulated by Light for Medical Diagnosis

使用光调制的回波脉冲进行医学诊断的光学断层扫描

基本信息

  • 批准号:
    14350222
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.85万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A new imaging method using the interaction between the near infrared light and the ultrasonic wave was investigated for application to medical diagnosis.A measuring equipment of the method using the ultrasonic transducer of 5 MHz resonant frequency was fabricated for construction of optical tomography. The method was applied to a biological tissue (a dog stomach) including absorbing objects. Ultrasonic echo pulses from the back boundaries of absorption region showed the time shift when the laser diode illuminated the sample. The image reconstructed from the velocity change revealed the shape of the absorption area in the dog stomach. Experimental results show that this method has the possibility for application to diagnosis of the spatial distribution of malignant tumor.Our equipment for optical tomography was insufficient for tissue characterization. An ultrasonic transducer of 20 MHz resonant frequency was employed instead of the transducer of 5MHz for improvement of spatial resolution. The ultrasonic echo pulse shift which was caused by the elastic coefficient change of the medium was detected under the light illumination of intensity within the skin exposure limit. Narrow boundaries of colored agar under chicken meat were observed in the image constructed from ultrasonic velocity change. The measuring equipment with improved spatial resolution is expected to apply to measurement of distribution of oxy-hemoglobin at the specified distance from the skin and spatial diagnosis of tumors.The high power laser diode was attached to the commercial ultrasonic diagnostic equipment. The array transducer of the equipment was employed to detect the ultrasonic velocity shift due to light illumination in the sample. Images of the sample were constructed from waveforms of the array transducer. The detail image of the absorption distribution in the sample was obtained.
研究了一种利用近红外光与超声波相互作用进行医学成像的新方法,并研制了一台用于光学层析成像的测量装置,该装置采用谐振频率为5 MHz的超声换能器。将该方法应用于包括吸收物体的生物组织(狗胃)。当激光二极管照射样品时,来自吸收区后边界的超声回波脉冲显示出时间偏移。从速度变化重建的图像揭示了狗胃中吸收区的形状。实验结果表明,该方法具有应用于诊断恶性肿瘤的空间分布的可能性。为了提高空间分辨率,采用了20 MHz的超声换能器代替了5 MHz的换能器。在皮肤暴露极限强度的光照下,检测到由于介质弹性系数变化引起的超声回波脉冲偏移。在超声速度变化图像中,观察到鸡肉下彩色琼脂的窄边界。该测量设备具有更高的空间分辨率,有望应用于离皮肤特定距离处氧合血红蛋白分布的测量和肿瘤的空间诊断。该设备的阵列换能器用于检测样品中由于光照射引起的超声速度偏移。从阵列换能器的波形构建样品的图像。获得了样品中吸收分布的详细图像。

项目成果

期刊论文数量(38)
专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
堀中博道: "超音波・光相互作用を利用した光トモグラフィ"超音波 TECHNO. Vol.14,No.4. 71-75 (2002)
Hiromichi Horinaka:“使用超声波-光相互作用的光学断层扫描”Ultrasonic TECHNO,第 14 卷,第 71-75 期(2002 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
堀中博道: "超音波・光相互作用を利用した光トモグラフィ"超音波TECHNO. 14. 71-74 (2002)
Hiromichi Horinaka:“使用超声波-光相互作用的光学断层扫描”Ultrasonic TECHNO。 14. 71-74 (2002)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Horinaka, T.Matsunaka, T.Iwade, T.Masumura, T.Kobayashi, T.Kiuchi, K.Wada, Y.Cho: "Optical Imaging in Scattering Medium by Detection of Ultrasonic Phase Shift Due to Light Illumination"Japanese Journal of Applied Physics. 41. 3555-3558 (2002)
H.Horinaka、T.Matsunaka、T.Iwade、T.Masumura、T.Kobayashi、T.Kiuchi、K.Wada、Y.Cho:“通过检测光照射引起的超声波相移来实现散射介质中的光学成像”日文
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Horinaka, T.Iwade, Y.Kanetaka, F.Ogushi, T.Matsuyama, K.Wada, T.Matsunaka, Y.Cho: "Imaging of Ultrasonic Velocity change Corresponding to Optical Absorption Distribution"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.42. 3287-3288 (2003)
H.Horinaka、T.Iwade、Y.Kanetaka、F.Ogushi、T.Matsuyama、K.Wada、T.Matsunaka、Y.Cho:“对应于光吸收分布的超声波速度变化的成像”日本应用物理学杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Hiromichi Horinaka, Kenji Wada: "Optical Image Using the Interaction between Light and Ultrasonic Wave (in Japanese)"OPTRONICS. 247. 194-198 (2002)
Hiromichi Horinaka、Kenji Wada:“利用光与超声波相互作用的光学图像(日语)”OPTRONICS。
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知道了