高速光声体积流层析成像（PVFT）

《Laser & Photonics Reviews》：High-Speed Photoacoustic Volumetric Flow Tomography(PVFT)

光声体积分流成像技术（PVFT）突破传统方法限制，结合光学高对比与超声穿透力，使用1024元素传感器实现50fps高速三维成像（480μm分辨率），实验验证其在浑浊介质中捕捉涡流及狭窄区域加速流动（误差8%）。

　　

摘要

流场分析在工业和生物医学应用中至关重要。基于光学的方法具有有限的穿透深度，而基于超声波的方法在检测时受到角度依赖性的限制，这使得它们不适合在浑浊介质中进行三维成像。光声体积流成像（PVFT）利用镍涂层聚苯乙烯颗粒产生的激光激发光声信号，从而结合了光学成像的高对比度和超声波检测的优越穿透深度。该系统采用1024元素半球形传感器阵列进行体积信号采集，消除了扫描引起的延迟，并能够测量从40到1200毫米每秒（mm s^?1）范围内的流速。使用涡流模型进行的实验验证表明，该技术在浑浊介质中可以实现每秒50帧（fps）的高速三维成像，并系统地证明了其角度独立性。动脉模型实验成功解析了精细的流动结构，实现了480微米（μm）的空间分辨率的速度矢量重建。在流速为125毫米每秒（mm s^?1）的情况下，相对测量误差量化为8%。狭窄区域表现出加速的流动动态，并伴有涡流的形成。这项技术为浑浊介质中的三维流场表征提供了一种突破性的解决方案，克服了传统光学扩散限制和超声波多普勒测量方法的尺寸约束。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。