随机分布多脉冲在生物组织中光声效应研究

曾博伟; 杨玲珍; 王娟芬; 潘贤伟; 陈晓晖

doi:10.12405/j.issn.2097-1486.2025.01.009

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

随机分布多脉冲在生物组织中光声效应研究

科技发展战略 | 更新时间：2025-06-24

- 随机分布多脉冲在生物组织中光声效应研究
- Study of photoacoustic effects of random distributed multi-pulse in biological tissues
- 新兴科学和技术趋势 2025年4卷第1期页码：89-96
- 作者机构：
  
  1.太原理工大学物理与光电工程学院，山西太原 030024
  2.太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室，山西太原 030024
- 作者简介：
  
  [ "杨玲珍，女，教授，博士，博士生导师。山西省物理学会理事；山西省光学学会理事；目前主要从事光纤激光技术及应用方面的实验与理论研究工作；主持完成国家级自然科学基金3项和省部级项目4项；曾获山西省高等学校中青年拔尖创新人才。Email：yanglingzhen@tyut.edu.cn" ]
- 基金信息：
- DOI：10.12405/j.issn.2097-1486.2025.01.009
  中图分类号： O426.3
- 收稿日期：2025-02-23，
  
  修回日期：2025-03-09，
  
  纸质出版日期：2025-03-25
- 稿件说明：
移动端阅览
曾博伟,杨玲珍,王娟芬等.随机分布多脉冲在生物组织中光声效应研究[J].新兴科学和技术趋势,2025,4(1):89-96.

ZENG Bowei,YANG Lingzhen,WANG Juanfen,et al.Study of photoacoustic effects of random distributed multi-pulse in biological tissues[J].Emerging Science and Technology,2025,4(1):89-96.
曾博伟,杨玲珍,王娟芬等.随机分布多脉冲在生物组织中光声效应研究[J].新兴科学和技术趋势,2025,4(1):89-96. DOI： 10.12405/j.issn.2097-1486.2025.01.009.

ZENG Bowei,YANG Lingzhen,WANG Juanfen,et al.Study of photoacoustic effects of random distributed multi-pulse in biological tissues[J].Emerging Science and Technology,2025,4(1):89-96. DOI： 10.12405/j.issn.2097-1486.2025.01.009.

摘要

利用有限元分析方法，通过建立脉冲在生物组织中产生光声效应理论模型，分析在激光脉冲作用下人体皮肤表皮层组织产生光声信号的过程。在理论上研究自相关函数具有类delta特性的随机分布多脉冲作为激发光源产生的光声信号的随机特性。结果表明：在脉冲密度适中的条件下，通过控制随机分布的脉冲，随机分布多脉冲序列能在生物组织中产生同样具有随机分布特性的光声信号输出，在理论上证明了随机分布多脉冲作为光源在生物组织中产生光声效应进行成像的可能性。

Abstract

Using finite element analysis method， a theoretical model of the photoacoustic effect generated by pulses in biological tissues is established to analyze the process of photoacoustic signals generated by human skin epidermal tissue under the action of laser pulses. This paper studies in theory the delta like autocorrelation functions of stochastic characteristics of photoacoustic signals generated by randomly distributed multi pulses as excitation light sources. The results indicate that under moderate pulse density conditions， by controlling the random distribution of pulses， a random distributed multi-pulse sequence can generate photoacoustic signal outputs with the same random distribution characteristics in biological tissues. This theoretically proves the possibility of using random distribution multi pulses as a light source to generate photoacoustic effects for imaging in biological tissues.

关键词

Keywords

references

BELL A G . On the production and reproduction of sound by light ［J］. American Journal of Science ， 1880 ， 3 （ 118 ）： 305 - 324 . DOI： m10.2475/ajs.s3-20.118.305 http://dx.doi.org/m10.2475/ajs.s3-20.118.305 .

SAMPAOLO A ， PATIMISCO P ， GIGLIO M ， et al . Quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy for multi-gas detection： A review ［J］. Analytica Chimica Acta ， 2022 ， 1202 ： 338894 . DOI： 10.1016/j.aca.2021.338894 http://dx.doi.org/10.1016/j.aca.2021.338894 .

CHEN S L ， TIAN C . Recent developments in photoacoustic imaging and sensing for nondestructive testing and evaluation ［J］. Visual Computing for Industry， Biomedicine， and Art ， 2021 ， 4 （ 1 ）： 50 - 62 . DOI： 10.1186/s42492-021-00073-1 http://dx.doi.org/10.1186/s42492-021-00073-1 .

ATTIA A B E ， BALASUNDARAM G ， MOOTHANCHERY M ， et al . A review of clinical photoacoustic imaging： Current and future trends ［J］. Photoacoustics ， 2019 ， 16 ： 100144 . DOI： 10.1016/j.pacs.2019.100144 http://dx.doi.org/10.1016/j.pacs.2019.100144 .

YU Y ， FENG T ， QIU H ， et al . Simultaneous photoacoustic and ultrasound imaging： A review ［J］. Ultrasonics ， 2024 ， 139 ： 107277 . DOI： 10.1016/j.ultras.2024.107277 http://dx.doi.org/10.1016/j.ultras.2024.107277 .

JIANG D ， ZHU L ， TONG S ， et al . Photoacoustic imaging plus X： a review ［J］. Journal of Biomedical Optics ， 2024 ， 29 （ S1 ）： S11513 . DOI： 10.1117/1.JBO.29.S1.S11513 http://dx.doi.org/10.1117/1.JBO.29.S1.S11513 .

JEON S ， KIM J ， LEE D ， et al . Review on practical photoacoustic microscopy ［J］. Photoacoustics ， 2019 ， 15 ： 100141 . DOI： 10.1016/j.pacs.2019.100141 http://dx.doi.org/10.1016/j.pacs.2019.100141 .

HAO Y ， YANG L ， LI J ， et al . Random distributed soliton bunch in mode-locked fiber laser for fiber loop ring down sensing ［J］. Optics & Laser Technology ， 2023 ， 163 （ 1 ）： 109357 . DOI： 10.1016/j.optlastec.2023.109357 http://dx.doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.109357 .

FOOTNER E ， FIRIPIS K ， LIU E ， et al . Layer-by-Layer Analysis of In Vitro Skin Models ［J］. ACS Biomaterials Science & Engineering ， 2023 ， 9 （ 11 ）： 5933 - 5952 . DOI： 10.1021/acsbiomaterials.3c00283 http://dx.doi.org/10.1021/acsbiomaterials.3c00283 .

MARTINS I S ， SILVA H F ， LAZAREVA E N ， et al . Measurement of tissue optical properties in a wide spectral range： a review ［J］. Biomedical Optics Express ， 2023 ， 14 （ 1 ）： 249 - 298 . DOI： 10.1364/BOE.479320 http://dx.doi.org/10.1364/BOE.479320 .

HOFMANN E ， SCHWARZ A ， FINK J ， et al . Modelling the Complexity of Human Skin In Vitro ［J］. Biomedicines ， 2023 ， 11 （ 3 ）： 794 . DOI： 10.3390/biomedicines11030794 http://dx.doi.org/10.3390/biomedicines11030794 .

WANG L V ， WU H . Biomedical optics： principles and imaging ［M］. Hoboken ： John Wiley & Sons ， 2007 . DOI： 10.1002/9780470177013 http://dx.doi.org/10.1002/9780470177013 .

杨志诚，吴其洲 . 全视网膜光凝手术中的眼底温度数值模拟研究［J］. 中国激光， 2025 ， 52 （ 03 ）： 105 - 112 . DOI： 10.3788/CJL241190 http://dx.doi.org/10.3788/CJL241190 .

SOWMIYA C ， THITTAI A K . Simulation of photoacoustic tomography （PAT） system in COMSOL （R） and comparison of two popular reconstruction techniques ［C］// Medical Imaging 2017： Biomedical Applications in Molecular， Structural， and Functional Imaging . SPIE ， 2017 ， 10137 ： 435 - 445 . DOI： 10.1117/12.2254450 http://dx.doi.org/10.1117/12.2254450 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

暂无数据