Термоакустична візуалізація

Термоакустична візуалізація стратегія вивчення властивостей поглинання людськими тканинами, з використанням практично будь-яких видів електромагнітного випромінювання, що була запропонована Теодором Боуеном в 1981 р.^[1] Але Александер Грем Белл першим на століття раніше опублікував фізичний принцип на основі якого, отримувались термоакустичні зображення.^[2] Він спостерігав за явищем утроворення відчутного звуку при освітленні гумового листа промінем сонячного світла. Згодом після публікації роботи Боуена, інші дослідники запропонували методологію термоакустичної візуалізації за допомогою мікрохвиль.^[3] В 1994 дослідники використали інфрачервоний лазер для реєстрації перших термоакустичних зображень при оптичному поглинанні в близькій до ІЧ-області для фантому, що імітує тканини, хоча і в двох вимірах (2D).^[4] В 1995 інші дослідники сформолювали загальний алгоритм відновлення, за допомогою якого двувимірні термоакустичні зображення можуть бути обчислені із їх проєкцій, тобто запропонували алгоритм термоакустичної комп’ютерної томографії.^[5]

Рис. 1. Перші 3D термоакустичні зображення біологічної тканини (нирка барана)(C,D) в порівнянні з МРТ зображенням тієї самої ж нирки (A,B).

В 1998 дослідники Медичного Центру Університету Індіани розширили алгоритм до тривімірного простору і застосували пульсуючі мікрохвилі для побудови першого повноцінного три вимірного термоакустичного знімку біологічної тканини[(Рис. 1)].^[6] Згодом вони зробили перше тривимірне термоакустичне зображення ракової пухлини груді людини, знов таки з використанням імпульсних мікрохвиль (Рис. 2).^[7] З цього часу термоакустичний зображень мають широку популярність в науково-дослідних організаціях по всьому світу. У 2008 році вже три компанії розроблювали комерційні системи термоакустичної візуалізації - Seno Medical, Endra, Inc. і OptoSonics, Inc.

Рис. 2: Перше 3D термоакустичне зображення раку груді. Зліва направо: зображення показують осьову, корональну і сагітальну проєкції ракової пухлини.