Optoakustik in der medizinischen Bildgebung - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Chapitre D'ouvrage Année : 2006

Optoakustik in der medizinischen Bildgebung

Résumé

Der pho­to­akus­ti­sche Ef­fekt ist ein seit lan­gem be­kann­tes Phä­no­men, das die Wech­sel­wir­kun­gen zwi­schen Ma­te­rie und elek­tro­ma­gne­ti­scher Strah­lung um­fasst, die zur Ent­ste­hung von Ul­tra­schall­wel­len nach lo­ka­ler Ab­sorp­ti­on von elek­tro­ma­gne­ti­scher Strah­lung füh­ren. In­zwi­schen wird die­ses phy­si­ka­li­sche Phä­no­men zur op­to­akus­ti­schen Ab­bil­dung ge­nutzt. Ty­pi­scher­wei­se wird ge­puls­te in­fra­ro­te Strah­lung in ein Ob­jekt ein­ge­kop­pelt, und die ge­ne­rier­ten Ul­tra­schall­wel­len wer­den von einem Ein­zel­ele­ment­wand­ler bzw. Array emp­fan­gen, um die lo­ka­le Ver­tei­lung der op­ti­schen Ab­sorp­ti­on zu re­kon­stru­ie­ren – ent­we­der mit Hilfe eines ein­di­men­sio­na­len Da­ten­mo­dells oder mit to­mo­gra­phi­schen Ver­fah­ren. Die op­to­akus­ti­sche Ab­bil­dung ist für me­di­zi­ni­sche Fra­ge­stel­lun­gen in­ter­es­sant, weil bio­lo­gi­sche Ge­we­be un­ter­schied­li­che Ab­sorp­ti­ons­ei­gen­schaf­ten zei­gen. Ins­be­son­de­re konn­te für das phy­sio­lo­gisch vor­kom­men­de Hä­mo­glo­bin ge­zeigt wer­den, dass des­sen Ab­sorp­ti­ons­ko­ef­fi­zi­ent nicht nur von der Wel­len­län­ge, son­dern auch vom Oxy­ge­nie­rungs­zu­stand ab­hängt. Die Ab­bil­dung der Vasku­la­ri­sie­rung bzw. Blu­toxy­ge­nie­rung ist z. B. bei der Tu­mor­de­tek­ti­on bzw. bei neu­ro­lo­gi­schen Fra­ge­stel­lun­gen von In­ter­es­se. Im Ver­gleich zu rei­nen op­ti­schen Ver­fah­ren ist ein op­to­akus­ti­sches Ab­bil­dungs­ver­fah­ren de­tek­tor­sei­tig nicht durch die in bio­lo­gi­schen Ge­we­ben aus­ge­präg­te op­ti­sche Streu­ung li­mi­tiert. Im Ver­gleich zu klas­si­schen Puls-Echo-Ul­tra­schall­ver­fah­ren kann zudem ein hö­he­rer Kon­trast er­zielt wer­den, weil die Am­pli­tu­de der Ul­tra­schall­si­gna­le von der op­ti­schen Ab­sorp­ti­on und nicht von Än­de­run­gen der akus­ti­schen Im­pe­danz ab­hängt. Da der Kon­trast­me­cha­nis­mus eines op­to­akus­ti­schen Ab­bil­dungs­ver­fah­rens auf mo­le­ku­la­rer Ebene statt­fin­det (z. B. Por­phy­ri­ne im Fall des Hä­mo­glo­bin) und von der bio­lo­gi­schen Zell­funk­ti­on ab­hän­gig ist (z. B. Ver­hält­nis von Oxy-Hb / De­s­o­xy-Hb vom Sau­er­stoff­ver­brauch), kön­nen op­to­akus­ti­sche Ab­bil­dungs­ver­fah­ren in den Be­reich der mo­le­ku­la­ren und funk­tio­nel­len Bild­ge­bung ein­ge­ord­net wer­den. Letz­te­res kann Mög­lich­kei­ten zum Ein­satz von nicht-phy­sio­lo­gi­schen Me­ta­bo­li­ten bie­ten (z. B. Na­no­par­ti­kel, [20]), wobei die li­mi­tier­te Ein­dring­tie­fe eines op­to­akus­ti­schen Ab­bil­dungs­ver­fah­rens den Ein­satz auf ober­flä­chen­na­he Or­ga­ne be­schrän­ken wird [21].
Fichier principal
Vignette du fichier
KH.pdf (273.4 Ko) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03191292 , version 1 (18-04-2021)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03191292 , version 1

Citer

Karsten M. Hiltawsky, Christoph Haisch, Martin P Mienkina, Michiel Postema, Georg Schmitz. Optoakustik in der medizinischen Bildgebung. W. Niederlag, H.U. Lemke, W. Semmler, C. Bremer. Mole­cu­lar Ima­ging: In­no­va­tio­nen und Vi­sio­nen in der me­di­zi­ni­schen Bild­ge­bung, 2006/1, pp.177-192, 2006, Health Academy, 978-3-00-017900-3. ⟨hal-03191292⟩
63 Consultations
82 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More