APPLICATION 光音響イメージング

光音響イメージングは、ナノ秒パルスのレーザーを組織に照射し、組織が瞬間的に熱膨張を起こした時に発生する超音波を利用したイメージング方法です。

上記のとおり、光音響イメージングは光と超音波を組み合わせることで、生体深部イメージングや細胞や生体組織を染色することなくイメージングする非標識イメージング(ラベルフリーイメージング)を可能します。生体イメージングは、生体を解剖することなく生体内の状況を把握できる方法です。

通常、生体組織診断を行う際に、光のほうが超音波よりも空間分解能は高いですが、光は組織に2mm程度までしか透過しない為、深達度が問題になります。光音響イメージングでは、行きはレーザー光を用いるので非常に小さなフォーカスが可能であり、帰りは超音波が戻ってくるので組織内での減衰が小さくなります。そして結果として、空間分解能が通常の超音波の2倍、深達度が通常のレーザー光の2倍のイメージングが可能になります。また、酸化ヘモグロビンや還元ヘモグロビンのスペクトルの違いを応用することで、血流情報だけではなく組織の機能解析を行うこともできます。

光を使った生体の画像化には、波長が700~900 nmの近赤外光が使用されることがあります。それは近赤外光よりも波長の短い可視光(400~700 nm)はヘモグロビンなどによって強く吸収され、近赤外光よりも長い波長の赤外光(0.9~400μm)は水によって強く吸収されるため、これらの領域の光の生体内における透過性が低いからです。
これに対し、近赤外領域の光には、上述のような吸収が少ない為、生体を透過しやすいとされています。こうしたことから近赤外波長域は「生体の窓」とも呼ばれています。

今までは近赤外波長域を用い酸素結合状態と酸素非結合状態のヘモグロビンの吸収スペクトルが互いに異なることを利用して、血管及び、低酸素状態の固形がんのイメージングが行われてきました。しかし、より詳細な検出や測定を目的として、臓器や腫瘍を光音響イメージングで画像化するには金ナノ粒子などの造影剤を体内に投与する必要があります。

光音響イメージング用の造影剤は近赤外光を吸収し、熱に変換する作用(光音響効果)が強く、抗体などを利用して目的の部位に集積させることで 光音響イメージングシグナルが増強され、周りとの区別が容易になります。ICG(肝機能や肝予備能を知るための検査として広く行われている色素負荷試験)やMB(メトヘモグロビン血症治療薬)は近赤外光によって励起可能であることから光音響イメージングに使用されるようになり、人の癌診断への適用なども期待されています。

生きた動物の皮下の深いところにある臓器を数百 nm 以下の空間分解能で観察できる光音響イメージングは、in vivo 研究への利用が期待されています。

イメージングの特徴

ポジトロン断層法

MRI

超音波
イメージング

蛍光イメージング

光音響イメージング

エネルギー源

陽電子

ラジオ波

超音波

紫外・可視・近赤外光

近赤外光

測定するエネルギー

高エネルギー
ガンマ線

ラジオ波

超音波

紫外・可視・近赤外光

超音波

解像度

1-2mm

20-100μm

50-500μm

2-10mm

50-500μm

深度

制限なし

制限なし

<5cm

<5mm

<5cm

リアルタイム測定

不可

 

英国LitronLaser 社のAuroraII Integraシリーズは、同社によってOPO部、励起光源及びOPOシステムの全てが手がけられています。

用途一例

  • 生物観察
  • 医療診断
  • 非破壊検査

レイチャーシステムズでは光音響用レーザーを取り揃えております。

全3件製品があります

最大850mJ 小型 パルスYAGレーザー

TRLiシリーズ

1064nm532nm355nm266nm213nm
最大850mJガウシアン共振器
ラインナップを見る(17)
モデル名 パルスエネルギー繰返し周波数モード@1064nmビーム拡がり角
TRLi G 850-10 850mJ @1064nm
435mJ @532nm
230mJ @355nm
100mJ @266nm
10Hz<2<0.5mrad
TRLi G 650-10 650mJ @1064nm
325mJ @532nm
150mJ @355nm
70mJ @266nm
10Hz<2<0.5mrad
TRLi G 450-10 450mJ @1064nm
220mJ @532nm
130mJ @355nm
60mJ @266nm
10Hz<2<0.5mrad
TRLi G 400-20 400mJ @1064nm
200mJ @532nm
120mJ @355nm
50mJ @266nm
20Hz<2 <0.5mrad
TRLi G 600-20 600mJ @1064nm
300mJ @532nm
100mJ @355nm
60mJ @266nm
20Hz<2<0.5mrad
TRLi G 550-30 550mJ @1064nm
275mJ @532nm
90mJ @355nm
60mJ @266nm
30Hz<2<0.5mrad
TRLi G 350-30 350mJ @1064nm
175mJ @532nm
70mJ @355nm
40mJ @266nm
30Hz<2<0.5mrad
TRLi G 320-50 320mJ @1064nm
160mJ @532nm
60mJ @355nm
30mJ @266nm
50Hz<2<0.5mrad
TRLi ST 850-10 850mJ @1064nm
425mJ @532nm
130mJ @355nm
95mJ @266nm
10Hzマルチモード<0.8mrad
TRLi ST 650-10 650mJ @1064nm
325mJ @532nm
100mJ @355nm
70mJ @266nm
10Hzマルチモード<0.8mrad
TRLi ST 450-10 450mJ @1064nm
225mJ @532nm
80mJ @355nm
55mJ @266nm
10Hzマルチモード<0.8mrad
TRLi ST 400-20 400mJ @1064nm
200mJ @532nm
65mJ @355nm
50mJ @266nm
20Hzマルチモード<0.8mrad
TRLi HR 320-50 320mJ @1064nm
160mJ @532nm
60mJ @355nm
30mJ @266nm
50Hzマルチモード<8mrad
TRLi HR 100-100 100mJ @1064nm
60mJ @532nm
20mJ @355nm
10mJ @266nm
100Hzマルチモード<8mrad
TRLi HR 250-100 250mJ @1064nm
130mJ @532nm
45mJ @355nm
20mJ @266nm
100Hzマルチモード<8mrad
TRLi HR 80-200 80mJ @1064nm
45mJ @532nm
15mJ @355nm
7mJ @266nm
200Hzマルチモード<8mrad
TRLi HR 120-200 120mJ @1064nm
65mJ @532nm
20mJ @355nm
9mJ @266nm
200Hzマルチモード<8mrad

波長可変 高パルスエネルギーOPOレーザーシステム

Aurora II Integra OPO

波長可変
205nm~2.3μm最大45mJ
ラインナップを見る(3)
モデル名 波長域パルスエネルギーLinewidth
AuroraII15 410~710nm -Signal
710~2300nm -Idler
210~410nm -SH generator
15mJ @OPO(450nm)
2mJ @SH generator(210nm)
<3cm-1
AuroraII30 410~710nm -Signal
710~2300nm -Idler
210~410nm -SH generator
30mJ @OPO(450nm)
4mJ @SH generator(210nm)
<3cm-1
AuroraII45 410~710nm -Signal
710~2300nm -Idler
210~410nm -SH generator
45mJ @OPO(450nm)
6mJ @SH generator(210nm)
<3cm-1

波長可変 コンパクト 最大100mJ@840nm OPOレーザーシステム

Aurora TRLi OPO

波長可変
最大100mJ@840nm                

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03-3351-0717
laser@rayture-sys.co.jp