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Photoakustische Bildgebung

Photoakustische (oder optoakustische) Bildgebung basiert auf der raschen Erwärmung eines Objekts nach der Absorption eines Pulses elektromagnetischer Strahlung. Die schnelle Temperaturerhöhung, die innerhalb weniger Nanosekunden stattfindet, führt zur Erzeugung von Ultraschallwellen mit Amplituden, die von der lokalen Verteilung der absorbierten optischen Energie abhängen. Aus Messungen der Ultraschallwellen an der Oberfläche eines Objekts ist es möglich, die Orte von optisch absorbierenden Strukturen zu rekonstruieren. Diese Technik der Bildgebung ist besonders für weiches, biologisches Gewebe geeignet, da bestimmte Gewebebestandteile wie Blutgefäße einen starken Kontrast für sichtbares oder infrarotes Licht aufweisen.

 

Unsere laufende Forschung beschäftigt sich mit der Entwicklung von optischen und piezoelektrischen Ultraschall-Sensoren, sowie von Geräten und Algorithmen für die dreidimensionale (3D) photoakustische Tomographie (PAT).

 

In einem kürzlich abgeschlossenen Netzwerk-Projekt (PAI, Photoacoustic Imaging in Medicine and Biology) , das vom Österreichischen Forschungsfonds (FWF) finanziert wurde, haben wir spezielle Methoden für 3D PAT entwickelt. Ein Ziel dieser Zusammenarbeit mit Partnern von verschiedenen Universitäten und Forschungsorganisationen in Österreich war die Untersuchung der Vorteile von ausgedehnten, integrierenden Detektoren im Vergleich zu kleinen, punktförmigen Detektoren für die Aufnahme der Ultraschallsignale. Aufgrund der Größe der Detektoren werden die registrierten Ultraschallsignale in einer Weise integriert, dass planare oder lineare Projektionen der ursprünglichen Druckverteilung im Objekt generiert werden. Die 3D Rekonstruktion verwendet dann Standardmethoden der Tomographie wie die inverse Radon-Transformation. Dieser neuartige Ansatz in PAT hat Vorteile in der Bildauflösung und kann auf wohlbekannte Computermethoden der Bildrekonstruktion zurückgreifen. Darüber hinaus können neue Arten von optischen Sensoren verwendet werden, wie zum Beispiel Interferometer oder ein Phasenkontrast-Verfahren in Kombination mit einer CCD Kamera.

Kontakt

Universitätsplatz 5 8010 Graz
Dr. Günther Paltauf Telefon:+43 (0)316 380 - 8556

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