Оптико-акустична (ОА) діагностика різних середовищ, що зародилася кілька десятиліть тому, за минулі роки стала зручним інструментом вимірювання. Оптико-акустичні методи використовуються для вимірювання малих оптичних поглинань, а також для виявлення, локалізації та оцінки параметрів неоднорідностей ( «дефектів») в досліджуваних матеріалах, наприклад, оптично непрозорих (митних) середовищах.
При використанні випромінювання в терапевтичному вікні прозорості (600-1100 нм) ОА метод дозволяє зондувати м'які біологічні тканини на глибину до 10 см і з високою роздільною здатністю виявляти неоднорідності, що відрізняються від навколишньої тканини лише коефіцієнтом оптичного поглинання. Таким чином, ОА томографія є хорошим доповненням до традиційних томографічних методів діагностики: УЗД, рентгеноскопія, ЯМР, які в ряді випадків виявляються недостатньо контрастними і виборчими у виявленні патологічних змін на тлі нормальних тканин.
Для проведення ОА досліджень в лабораторії ультразвукової діагностики ІПФ РАН створена експериментальна лабораторна установка. Як джерело гріє випромінювання використовується імпульсний Nd: YAG лазер, що працює на довжині хвилі 1064 нм, з частотою повторення імпульсів 10 Гц, тривалістю імпульсів 30 нс і енергією в імпульсі 25-30 мДж. Для реєстрації акустичного випромінювання від досліджуваного об'єкта після впливу лазерного накачування використовується система з смугою прийому ультразвукового випромінювання 1.5-7.5 МГц. Конструкція установки дозволяє застосовувати різні методики сканування досліджуваних зразків в залежності від розв'язуваної задачі.
На цій установці були вперше отримані двовимірні ОА томограми зразків біоподобні середовищ наступними методами:
- круговий обхід в трансмісивному режимі;
- стаціонарне кільце слабонаправленних датчиків з подальшим вирішенням зворотної завдання реконструкції (back-propagation);
- секторний сканування при односторонньому доступі до об'єкта.
Томограма желатинового фантома з двома сферичними
поглинають неоднородностями
На модельних об'єктах сильно розсіюють середовищ надійно виявляються поглинають оптичні неоднорідності розміром 3-6 мм, розташовані на глибинах до 40 мм c просторовим дозволом порядку 0,5-1 мм і контрастом поглинань оптичного випромінювання в неоднорідності і навколишньому середовищу не менше 1,5. Ведуться також теоретичні і експериментальні дослідження застосовності різних методів сканування, можливості суміщення ОА томографії з традиційними методами активної ультразвукової локації, дослідження теплових ефектів, що виникають при ОА зондуванні біологічних тканин джерелами гріє імпульсного випромінювання.
Результати робіт можуть бути використані при розробці методик і апаратури для ранньої діагностики злоякісних пухлин м'яких тканин, в т.ч. молочної залози.