Examination of contrast mechanisms in optoacoustic imaging of thermal lesions
Notice bibliographique
Résumé
Optoacoustic Imaging is based on the thermal expansion of tissue caused by a temperature rise due to absorption of short laser pulses. At constant laser fluence, optoacoustic image contrast is proportional to differences in optical absorption and the thermoacoustic efficiency, expressed by the Grueuneisen parameter, Γ. Γ is proportional to the thermal expansion coefficient, the sound velocity squared and the inverse heat capacity at constant pressure. In thermal therapies, these parameters may be modified in the treated area. In this work experiments were performed to examine the influence of these parameters on image contrast. A Laser Optoacoustic Imaging System (LOIS, Fairway Medical Technologies, Houston, Texas) was used to image tissue phantoms comprised of cylindrical Polyvinyl Chloride Plastisol (PVCP) optical absorbing targets imbedded in either gelatin or PVCP as the background medium. Varying concentrations of Black Plastic Color (BPC) and titanium dioxide (TiO2) were added to targets and background to yield desired tissue relevant optical absorption and effective scattering coefficients, respectively. In thermal therapy experiments, ex-vivo bovine liver was heated with laser fibres (805nm laser at 5 W for 600s) to create regions of tissue coagulation. Lesions formed in the liver tissue were visible using the LOIS system with reasonable correspondence to the actual region of tissue coagulation. In the phantom experiments, contrast could be seen with low optical absorbing targets (μa of 0.50cm-1 down to 0.13cm-1) embedded in a gelatin background (see manuscript for formula). Therefore, the data suggest that small objects (< 5mm) with low absorption coefficients (in the range < 1cm-1) can be imaged using LOIS. PVCP-targets in gelatin were visible, even with the same optical properties as the gelatin, but different Γ. The enhanced contrast may also be caused by differences in the mechanical properties between the target and the surrounding medium. PVCP-targets imbedded in PVCP produced poorer image contrast than PVCP-targets in gelatin with comparable optical properties. The preliminary investigation in tissue equivalent phantoms indicates that in addition to tissue optical properties, differences in mechanical properties between heated and unheated tissues may be responsible for image contrast. Furthermore, thermal lesions in liver tissue, ex-vivo, can be visualized using an optoacoustic system.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».