Photoacoustic imaging for tumor detection : an in vitro simulation study

Other Title(s)

التصوير الضوئي-الصوتي للأنسجة الحية للتطبيقات الطب الإحيائي

Joint Authors

Husayn, Muhammad Abd al-Amir
Musa, Arwa Amir

Source

Iraqi Journal of Laser

Issue

Vol. 13, Issue B (31 Dec. 2014), pp.23-31, 9 p.

Publisher

University of Baghdad Institute of Laser and Plasma for Postgraduate Studies

Publication Date

2014-12-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

9

Main Subjects

Medicine

Topics

Abstract AR

التصوير الضوئي الصوتي هو أسلوب التصوير الفريد الذي يجمع تباين امتصاص الضوء أو تردد الموجات الراديوية مع شدة الموجات فوق الصوتية.

فعند اختزان الطاقة الضوئية خلال مدة زمنيه قصيرة، سيتولد تمدد حراري مرن و الذي يولد بدوره الموجات الصوتية.

ممكن أن تسجل و تخزن هذه الموجات لبناء الصورة.

يقدم هذا العمل مساقات تجريبية باستخدام الليزر للتصوير ثنائي الأبعاد للكشف عن الورم السرطاني الموجود داخل الأنسجة الطبيعية.

تم انجاز التجارب العملية باستخدام عينات شبحية تتكون من قلب السمك أو كيس دم (لمحاكاة الورم) معدل قطرها 14-1 ملم مطمورة داخل قطعة من صدر الدجاج، و ذلك لتشبيه النسيج الحقيقي.

و قد تم استخدام ليزر النديميومياك بطول موجي 1.064 مايكرو متر و طول نبضة 10 نانو و طاقة 445 ملي جول للحصول على إشارة الموجة الصوتية في هذه الأهداف المختلفة.

ثم تمت تنقية و تحليل الإشارة الصوتية لبناء صورة الهدف.

و قد تم تحليل البيانات العملية و بناء الصور باستخدام برامجية matlab.

اظهر تحليل القياسات تطابقا معقولا حجم الجسم المقدر و حجمه الحقيقي.

تراوحت نسبة الخطأ في أبعاد جسم قلب السمكة 14-% إلى 9+%.

في حين كانت اكبر نسبة خطأ في أبعاد جسم كيس الدم 55-%.

و قد ارتفعت نسبة الخطأ في أبعاد الجسم إلى 92-% عند تكبير بقعة الليزر من 2 مليم إلى 45 مليم (لتغطية مساحة الشبح) و التي أدت إلى تقليل كثافة الطاقة بشكل كبير.

Abstract EN

Photoacoustic is a unique imaging method that combines the absorption contrast of light or radio frequency waves with ultrasound resolution.

When the deposition of this energy is sufficiently short, a thermo-elastic expansion takes place whereby acoustic waves are generated.

These waves can be recorded and stored to construct an image.

This work presents experimental procedure of laser photoacoustic two dimensional imaging to detect tumor embedded within normal tissue.

The experimental work is accomplished using phantoms that are sandwiched from fish heart or blood sac (simulating a tumor) 1-14mm mean diameter embedded within chicken breast to simulate a real tissue.

Nd : YAG laser of 1.064 μm and 532 nm wavelengths, 10 ns pulse duration, 445 mJ pulse energy has been used to induce the acoustic wave signal in these targets.

The acoustic signal is then filtered and analyzed to construct the target image.

The analysis of experimental data and image construction has been accomplished using matlab software.

The measurement analysis showed reasonable agreement between the estimated object dimension and the actual object size.

The error in fish heart object dimension ranged from -14 % to +9 %, and the maximum error in Blood sac object dimension was -55 %.

The object dimensional error increased to -92 % when the laser spot was magnified from 2mm to 45mm (to cover the phantom area) as the energy density decreases significantly.

American Psychological Association (APA)

Musa, Arwa Amir& Husayn, Muhammad Abd al-Amir. 2014. Photoacoustic imaging for tumor detection : an in vitro simulation study. Iraqi Journal of Laser،Vol. 13, no. B, pp.23-31.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-515980

Modern Language Association (MLA)

Musa, Arwa Amir& Husayn, Muhammad Abd al-Amir. Photoacoustic imaging for tumor detection : an in vitro simulation study. Iraqi Journal of Laser Vol. 13, no. B (2014), pp.23-31.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-515980

American Medical Association (AMA)

Musa, Arwa Amir& Husayn, Muhammad Abd al-Amir. Photoacoustic imaging for tumor detection : an in vitro simulation study. Iraqi Journal of Laser. 2014. Vol. 13, no. B, pp.23-31.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-515980

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 29-30

Record ID

BIM-515980