مزیت استفاده از لیزر دیودی به جای لیزر سوییچ شده ی Q در تصویر برداری نوری صوتی از بافت ها

نویسندگان

دانشگاه ازاد اسلامی واحد شیراز

چکیده

تصویربرداری نوری صوتی بافت های بیولوژیکی با استفاده از دیودهای لیزری به جای سیستم های پالسی سوئیچ شده Q مرسوم، جایگزین جذابی برای کاربردهای پزشکی زیستی به شمار می آید. اگرچه انرژی نسبتاً پایین دیودهای لیزری که در ناحیه پالسی فعال هستند به تولید امواج نوری صوتی بسیار ضعیف و نسبت سیگنال به نویز پایین سیگنال های تشخیص داده شده می انجامد. این مسئله در شرایطی مورد توجه قرار می گیرد که برانگیختگی نوری، با استفاده از اشکال موج معمول مدولاسیون شده باشد و پردازش همبستگی برای افزایش SNR از طریق فشرده سازی سیگنال استفاده  می شود .این کار تأثیر پارامترهای مدولاسیون موجی شکل بر سیگنال همبستگی حاصل را مورد بررسی قرار داده و روش عملیاتی را برای بهینه سازی تشخیص سیگنال PA پیشنهاد می دهد. مزیت میانگین گیری استفاده از سیگنال همدوس، با استفاده از تجزیه و تحلیل نظری مدل عددی تولید PA اثبات شده است. نشان داده شده است که افزایشی حدود5 الی 10 دسی‌بل (5-10 dB) مربوط به SNR می تواند از طریق مهندسی شکل موج با تنظیم مدل پارامترها و پروفایل و مدولاسیون نوری اشکال موجی قابل دست یابی شود. همچنین لیزرهای دیودی پر شدت ترند و خروجی پر انرژی تری دارند بنابراین داده ها را سریع ترکیب می کنند و کنترل دقیق تری را مقدور می سازند و به دلیل نزدیکی به طیف مادون قرمز توسط سلول های رنگدانه مثل هموگلوبین جذب می شوند و با توجه به وجود جریان خون در سراسر بدن در درمان بیماری ها بسیار کاربردی و مفید عمل می کنند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The advantage of using a diode laser instead of a Q-switched laser in photoacoustic imaging of tissues

نویسندگان [English]

  • seyede nasrin hosseinimotlagh
  • zahra farmani
  • mahboobeh mokhtari
چکیده [English]

Photoacoustic (PA) imaging of biological tissues using laser diodes instead of conventional Q switched pulsed systems provides an attractive alternative for biomedical applications. However, the relatively low energy of laser diodes operating in the pulsed regime, results in generation of very weak acoustic waves, and low signal-to-noise ratio (SNR) of the detected signals. This problem can be addressed if optical excitation is modulated using custom waveforms and correlation processing is employed to increase SNR through signal compression. This work investigates the effect of the parameters of the modulation waveform on the resulting correlation signal and offers a practical for optimizing PA signal detection. The advantage of coherent signal averaging is demonstrated using theoretical analysis and a numerical model of PA generation. It was shown that an additional 5–10dB of SNR can be gained through waveform engineering by adjusting the parameters and profile of optical modulation waveforms. Also Diode lasers are also more intense and have more power output Therefore, the data can be combined quickly and provide more precise control and are absorbed by the pigment cells such as hemoglobin, because of their proximity to the infrared spectrum. And due to the presence of blood flow throughout the body, it is very useful in the treatment of diseases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • diode laser
  • switching
  • tissue
  • acoustic

مراجع

[1] C. Li and L. V. Wang, “Photoacoustic tomography and sensing in biomedicine,” Phys. Med. Biol. 54, R59 (2009). [2] P. Beard, “Beomedical photoacoustic imaging,” Interface Focus 1, 602 (2011). [3] K. Maslov, H. F. Zhang, S. Hu, and L. V. Wang, “Optical-resolution photoacoustic microscopy for in vivo imaging of single capillaries,” Opt. Lett. 33, 929 (2008). [4] T. J. Allen and P. C. Beard, “Pulsed near-infrared laser diode excitation system for biomedical photoacoustic imaging,” Opt. Lett. 31, 3462 (2006). [5] M. P. Mienkina, C. S. Friedrich, N. C. Gerhardt, W. G. Wilkening, M. R. Hofmann, and G. Schmitz, “Experimental evaluation of photoacoustic coded excitation using unipolar Golay codes,” IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 57, 1583 (2010).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار