Titelaufnahme

Titel
Photoacoustic microscopy / Monika Grafl
Weitere Titel
Photoacoustic microscopy
Verfasser/ VerfasserinGrafl, Monika
Begutachter / BegutachterinPaltauf, Guenther
Erschienen2015
Umfang110 S. : Zsfassungen (2 Bl.) ; Ill.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2015
Anmerkung
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zsfassungen in dt. und engl. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Mikroskop / Photoakustischer Effekt / Mikroskop / Photoakustischer Effekt / Online-Ressource
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-93035 Persistent Identifier (URN)
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Photoacoustic microscopy [4.98 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Arbeit wurden ein photoakustisches Transmissions- und ein Reflexions- Mikroskop mit optischer Auflösung gebaut und charakterisiert. Mit beiden Mikroskopen wurden biologische Proben abgebildet und ihre Anwendungsbereiche miteinander verglichen.Das Grundprinzip dieses Mikroskops besteht darin, dass ein sehr kurz andauernder Lichtpuls durch ein Objektiv in das Gewebe fokussiert wird. Befinden sich absorbierende Strukturen, wie Adern oder Melanin, im Fokuspunkt, wird die elektromagnetische Energie in thermische Energie umgewandelt. Wenn der Laserpuls kurz genug andauert, sodass sich weder die thermische Energie auf die Umgebung verteilen, noch das Volumen sich schnell genug ausbreiten kann, entsteht ein Überdruck, der an die Umgebung abgegeben wird. Diese Druckwelle wird durch einen fokussierten Ultraschallsensor gemessen. Mit dem Ultraschallsensor und dem Objektiv wird die Probe abgetastet und ein 3D Bild der absorbierenden Strukturen entsteht.Der einzigartige Vorteil des photoakustischen Mikroskops mit optischer Auflösung liegt in der Kombination zwischen der hohen optischen Auflösung und der schwachen Dämpfung von Schallwellen in Gewebe. Mit dem photoakustische Transmissions-Mikroskop wurden biologische Proben wie Fliegenbeine sowie Zebrafischembryos mit einer lateralen Auflösung von 5 m und einer axialen Auflösung von 100 m20 m abgebildet. Es hat einen sehr einfachen Aufbau, doch ist es nur für sehr dünne Proben geeignet, da sich Beleuchtung und Detektion auf gegenüberliegenden Seiten der Probe befinden. Das photoakustische Reflektion-Mikroskop mit dem Ultraschallsensor und dem Objektiv auf der gleichen Seite der Probe, hat einen komplizierteren Aufbau, ermöglicht aber einen größeren Anwendungsbereich da es auch für dickere Proben geeignet ist. Dieses Mikroskop kann sowohl schwarzen Hautkrebs, wie auch Blutgefäße innerhalb einer Tiefe von 0.4 mm mit einer lateralen Auflösung von 4.5 m0.5 m und einer axialen Auflösung von 40 m5 m abbilden.

Zusammenfassung (Englisch)

Photoacoustic imaging is one of the fastest growing fields in medical and biological imaging research. In this thesis a transmission and a reflection mode optical resolution photoacoustic microscope were built, characterized and applied on selected biological samples.In optical resolution photoacoustic microscopy a very short light pulse is focused with an objective into the tissue. If absorbing structures like blood vessels ore melanoma cells are illuminated, the electromagnetic energy is transformed into thermal energy. If the laser pulse duration is short enough, the thermal and the volumetric relaxation become negligible and a stress wave is emitted. This stress wave is measured by a focused ultrasonic transducer. By scanning the sample with the transducer and the objective, a 3D image of the absorbing structure is generated. The unique advantage of optical resolution photoacoustic microscopy for biological applications is the combination of high optical resolution with low acoustical attenuation in tissue.The transmission mode microscope was able to measure biological samples like fruit fly wings and legs and zebra fish larvae up to a resolution better than 5 m in lateral and 100 m20 m in axial direction with a depth of field of 200 m10 m.The transmission mode microscope has a simple design but can only be used for thin samples, since illumination and detection are positioned on opposite sides of the object. The reflection mode microscope with illumination and acoustic detection on the same side of the object requires a more complicated setup but enables a wider range of applications, also in thick samples.The reflection mode microscope was capable of measuring melanoma cells, capillaries and blood vessels within a depth of 0.4 mm with a lateral resolution of 4.5 m0.5 m and an axial resolution of 40 m5 m within a depth of field of 150 m70 m.

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