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[科普中国]-超声调制光学层析成像

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超声调制光学层析成像(英语:Ultra-modulated optical tomography,UOT)是利用超声作用于待测物质,改变待测物质的光学性质,在此基础上探测光与物质相互作用的结果,从而反演待测物质的性质,并结合计算机断层扫描技术实现层析成像的一种技术。该技术可用于生物软组织的成像,以及有潜力运用于早期癌症的检测。同其他光学技术一样,这种方法提供了很高的对比度,并且超声波的使用带来了很高的光学分辨率。

简介超声调制光学层析成像(英语:Ultra-modulated optical tomography,UOT)是利用超声作用于待测物质,改变待测物质的光学性质,在此基础上探测光与物质相互作用的结果,从而反演待测物质的性质,并结合计算机断层扫描技术实现层析成像的一种技术。该技术可用于生物软组织的成像,以及有潜力运用于早期癌症的检测。同其他光学技术一样,这种方法提供了很高的对比度,并且超声波的使用带来了很高的光学分辨率。1

超声波超声波(英语:Ultrasound),又称超音波,是指任何声波或振动,其频率超过人类耳朵可以听到的最高阈值20kHz(千赫)。超声波由于其高频特性而被广泛应用于医学、工业等众多领域。

某些动物,如犬只、海豚、以及蝙蝠等等都有着超乎人类的耳朵,也因此可以听到超声波。亦有人利用这个特性制成能产生超声波来呼唤犬只的犬笛。

所谓超声波,只透过具有弹性与惯性介质,如空气,当空气本身一旦产生膨胀或压缩时,透过其分子的运动而有波动的传拨产生。因此,音波无法在真空中进行传播。人类听觉能察觉波动,称之为声音。此时音波,即称之为可听波。2

断层扫描断层扫描(英语:Tomography),也称断层成像,是指通过任何可穿透的波,对物体进行分段成像的方法。该技术被应用在了影像诊断学、考古学、生物学、大气科学、地球物理学、海洋学、等离子体物理学、材料科学、天体物理学、量子信息学等多个科学领域中。断层扫描出来的图像被称为“断层扫描图”。2

光学分辨率光学分辨率是用来描述光学成像系统解析物体细节的能力。

最为世人所接受的分辨率准则是由英国瑞利爵士所提出的瑞利判别准则(Rayleigh criterion),当两个等强度且不相干的光狭缝亮纹互相靠近而快要重叠时,两者的光强度叠加之后,中心处亮暗纹的光强度比最亮处的光强度小一些,减小成为约 81% (),如此,恰好可以判断出来是来自于两个不同的光狭缝。2

相关条目角分辨率

平方米每像素

分辨率

最小可分辨反差

Siemens star

Superlens

超分辨率影像

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所