Akustooptische Tomographie in trüben Medien mittels Photonenkorrelationsspektroskopie

Erscheinungsjahr 2003
ISBN: 978-3-18-323217-8
Verlag: VDI

Buch, Deutsch, Band 232, 154 Seiten

Reihe: Biotechnik / Medizintechnik

Tomographische Messungen im trüben Gewebe werden bei der Verwendung von optischer Strahlung durch die auftretende Mehrfachstreuung erschwert. Einen Ansatz bieten hybride Techniken wie die hier angewendete Akustooptik, bei der sowohl die optischen als auch die akustischen Eigenschaften des zu untersuchenden Materials genutzt werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird die Theorie der akustooptischen Modulation dargestellt. Die Wechselwirkung von Schall und Licht wird analytisch mit der Coupled-Wave-Theory unter Zuhilfenahme der BORN-Approximation implementiert. Mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen werden Abschätzungen der Photonenmigration durch die trübe Probe unter Berücksichtigung der Wirkung von Target und Schallfeld durchgeführt. Aufbauend auf den Erkenntnissen der Monte-Carlo-Simulationen werden Experimente durchgeführt. Zunächst wird die Intensitätsmodulation von Specklemustern durch Autokorrelation im Zeitbereich bestimmt. Des weiteren wird die Frequenzverschiebung des Lichts durch das Schallfeld, die sogenannte Brillouinstreuung mit Hilfe eines hochauflösenden Fabry-Perot-Interferometers gemessen. Die Proben wurden aus Gelatine unter Zugabe von Streukörpern zur Einstellung der gewünschten Extinktion hergestellt und Targets von definierter Größe und Position eingebettet. Es kann gezeigt werden, daß mit Hilfe der akustischen Markierung sowohl eine Verbesserung des Kontrastes als auch der Auflösung erreicht wird. Experimente mit zwei Targets belegen, daß es die akustooptische Tomographie ermöglicht, diese als zwei getrennte Objekte zu detektieren. Dies ist ohne Ultraschallmodulation nicht möglich, wie jeweils die Referenzmessung mit derselben Probe belegt.

Autoren/Hrsg.

Hartmann, Michael

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Sonstige Technologien | Angewandte Technik Medizintechnik, Biomedizintechnik
• Medizin | Veterinärmedizin Medizin | Public Health | Pharmazie | Zahnmedizin Medizinische Fachgebiete Bildgebende Verfahren, Nuklearmedizin, Strahlentherapie Radiologie, Bildgebende Verfahren
• Medizin | Veterinärmedizin Medizin | Public Health | Pharmazie | Zahnmedizin Medizin, Gesundheitswesen Medizintechnik, Biomedizintechnik, Medizinische Werkstoffe