Abstract

We applied photoacoustics as a tissue tomography technique for the detection of blood concentrations, e.g., angiogenesis around tumors. We imaged blood vessels in highly scattering samples, using 532-nm light, to depths of ~1 cm. The samples were real tissue (chicken breast) or 10% dilutions of Intralipid-10%. The blood flowed through nylon capillaries. Polyvinylidene difluoride (PVdF) piezoelectric detectors were used in a surface-scanning mode. We demonstrate the sensitivity of the technique by photoacoustic detection of single red blood cells upon a glass plate. Lateral resolution is limited by the detector diameter (200 µm). The depth resolution is ~10 µm.

© 1998 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. W. Sigrist and F. K. Kneubühl, J. Acoust. Soc. Am. 64, 1652 (1978).
    [CrossRef]
  2. H. M. Lai and K. Young, J. Acoust. Soc. Am. 72, 2000 (1982).
    [CrossRef]
  3. D. A. Hutchins, Can. J. Phys. 64, 1247 (1986).
    [CrossRef]
  4. A. C. Tam, Rev. Mod. Phys. 58, 381 (1986).
    [CrossRef]
  5. G. J. Diebold and T. Sun, Acoustica 80, 339 (1994).
  6. M. I. Khan and G. J. Diebold, Ultrasonics 33, 265 (1995).
    [CrossRef]
  7. C. G. A. Hoelen, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 2628, 308 (1995).
    [CrossRef]
  8. A. A. Karabutov, N. B. Podymova, and V. S. Letokhov, Appl. Opt. 34, 1484 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. A. A. Oraevsky, S. L. Jacques, and F. K. Tittel, Appl. Opt. 36, 402 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. R. O. Esenaliev, A. A. Karabutov, F. K. Tittel, B. D. Fornage, S. L. Thomsen, C. Stelling, and A. A. Oraevsky, Proc. SPIE 2979, 1 (1997).
  11. R. A. Kruger, P. Liu, Y. R. Fang, and C. R. Appledorn, Med. Phys. 22, 1605 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. I. Driver, J. W. Feather, P. R. King, and J. B. Dawson, Phys. Med. Biol. 34, 1927 (1989).
    [CrossRef]
  13. H. J. van Staveren, C. J. M. Moes, J. van Marle, S. A. Prahl, and M. J. C. van Gemert, Appl. Opt. 30, 4507 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. W.-F. Cheong, S. A. Prahl, and A. J. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 26, 2166 (1990).
    [CrossRef]
  15. R. Graaff, A. C. M. Dassel, M. H. Koelink, F. F. M. de Mul, J. G. Aarnoudse, and W. G. Zijlstra, Appl. Opt. 32, 435 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. C. G. A. Hoelen, R. Pongers, G. Hamhuis, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 3196, 142 (1997).
    [CrossRef]
  17. J. A. Evans, in Practical Ultrasound, R. Lerski, ed. (IRL, Oxford, UK, 1988), pp. 1–13.

1997 (3)

R. O. Esenaliev, A. A. Karabutov, F. K. Tittel, B. D. Fornage, S. L. Thomsen, C. Stelling, and A. A. Oraevsky, Proc. SPIE 2979, 1 (1997).

C. G. A. Hoelen, R. Pongers, G. Hamhuis, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 3196, 142 (1997).
[CrossRef]

A. A. Oraevsky, S. L. Jacques, and F. K. Tittel, Appl. Opt. 36, 402 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

1995 (4)

A. A. Karabutov, N. B. Podymova, and V. S. Letokhov, Appl. Opt. 34, 1484 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

R. A. Kruger, P. Liu, Y. R. Fang, and C. R. Appledorn, Med. Phys. 22, 1605 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

M. I. Khan and G. J. Diebold, Ultrasonics 33, 265 (1995).
[CrossRef]

C. G. A. Hoelen, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 2628, 308 (1995).
[CrossRef]

1994 (1)

G. J. Diebold and T. Sun, Acoustica 80, 339 (1994).

1993 (1)

1991 (1)

1990 (1)

W.-F. Cheong, S. A. Prahl, and A. J. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 26, 2166 (1990).
[CrossRef]

1989 (1)

I. Driver, J. W. Feather, P. R. King, and J. B. Dawson, Phys. Med. Biol. 34, 1927 (1989).
[CrossRef]

1986 (2)

D. A. Hutchins, Can. J. Phys. 64, 1247 (1986).
[CrossRef]

A. C. Tam, Rev. Mod. Phys. 58, 381 (1986).
[CrossRef]

1982 (1)

H. M. Lai and K. Young, J. Acoust. Soc. Am. 72, 2000 (1982).
[CrossRef]

1978 (1)

M. W. Sigrist and F. K. Kneubühl, J. Acoust. Soc. Am. 64, 1652 (1978).
[CrossRef]

Aarnoudse, J. G.

Appledorn, C. R.

R. A. Kruger, P. Liu, Y. R. Fang, and C. R. Appledorn, Med. Phys. 22, 1605 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Cheong, W.-F.

W.-F. Cheong, S. A. Prahl, and A. J. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 26, 2166 (1990).
[CrossRef]

Dassel, A. C. M.

Dawson, J. B.

I. Driver, J. W. Feather, P. R. King, and J. B. Dawson, Phys. Med. Biol. 34, 1927 (1989).
[CrossRef]

de Mul, F. F. M.

C. G. A. Hoelen, R. Pongers, G. Hamhuis, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 3196, 142 (1997).
[CrossRef]

C. G. A. Hoelen, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 2628, 308 (1995).
[CrossRef]

R. Graaff, A. C. M. Dassel, M. H. Koelink, F. F. M. de Mul, J. G. Aarnoudse, and W. G. Zijlstra, Appl. Opt. 32, 435 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Diebold, G. J.

M. I. Khan and G. J. Diebold, Ultrasonics 33, 265 (1995).
[CrossRef]

G. J. Diebold and T. Sun, Acoustica 80, 339 (1994).

Driver, I.

I. Driver, J. W. Feather, P. R. King, and J. B. Dawson, Phys. Med. Biol. 34, 1927 (1989).
[CrossRef]

Esenaliev, R. O.

R. O. Esenaliev, A. A. Karabutov, F. K. Tittel, B. D. Fornage, S. L. Thomsen, C. Stelling, and A. A. Oraevsky, Proc. SPIE 2979, 1 (1997).

Evans, J. A.

J. A. Evans, in Practical Ultrasound, R. Lerski, ed. (IRL, Oxford, UK, 1988), pp. 1–13.

Fang, Y. R.

R. A. Kruger, P. Liu, Y. R. Fang, and C. R. Appledorn, Med. Phys. 22, 1605 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Feather, J. W.

I. Driver, J. W. Feather, P. R. King, and J. B. Dawson, Phys. Med. Biol. 34, 1927 (1989).
[CrossRef]

Fornage, B. D.

R. O. Esenaliev, A. A. Karabutov, F. K. Tittel, B. D. Fornage, S. L. Thomsen, C. Stelling, and A. A. Oraevsky, Proc. SPIE 2979, 1 (1997).

Graaff, R.

Greve, J.

C. G. A. Hoelen, R. Pongers, G. Hamhuis, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 3196, 142 (1997).
[CrossRef]

C. G. A. Hoelen, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 2628, 308 (1995).
[CrossRef]

Hamhuis, G.

C. G. A. Hoelen, R. Pongers, G. Hamhuis, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 3196, 142 (1997).
[CrossRef]

Hoelen, C. G. A.

C. G. A. Hoelen, R. Pongers, G. Hamhuis, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 3196, 142 (1997).
[CrossRef]

C. G. A. Hoelen, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 2628, 308 (1995).
[CrossRef]

Hutchins, D. A.

D. A. Hutchins, Can. J. Phys. 64, 1247 (1986).
[CrossRef]

Jacques, S. L.

Karabutov, A. A.

R. O. Esenaliev, A. A. Karabutov, F. K. Tittel, B. D. Fornage, S. L. Thomsen, C. Stelling, and A. A. Oraevsky, Proc. SPIE 2979, 1 (1997).

A. A. Karabutov, N. B. Podymova, and V. S. Letokhov, Appl. Opt. 34, 1484 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Khan, M. I.

M. I. Khan and G. J. Diebold, Ultrasonics 33, 265 (1995).
[CrossRef]

King, P. R.

I. Driver, J. W. Feather, P. R. King, and J. B. Dawson, Phys. Med. Biol. 34, 1927 (1989).
[CrossRef]

Kneubühl, F. K.

M. W. Sigrist and F. K. Kneubühl, J. Acoust. Soc. Am. 64, 1652 (1978).
[CrossRef]

Koelink, M. H.

Kruger, R. A.

R. A. Kruger, P. Liu, Y. R. Fang, and C. R. Appledorn, Med. Phys. 22, 1605 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Lai, H. M.

H. M. Lai and K. Young, J. Acoust. Soc. Am. 72, 2000 (1982).
[CrossRef]

Letokhov, V. S.

Liu, P.

R. A. Kruger, P. Liu, Y. R. Fang, and C. R. Appledorn, Med. Phys. 22, 1605 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Moes, C. J. M.

Oraevsky, A. A.

A. A. Oraevsky, S. L. Jacques, and F. K. Tittel, Appl. Opt. 36, 402 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

R. O. Esenaliev, A. A. Karabutov, F. K. Tittel, B. D. Fornage, S. L. Thomsen, C. Stelling, and A. A. Oraevsky, Proc. SPIE 2979, 1 (1997).

Podymova, N. B.

Pongers, R.

C. G. A. Hoelen, R. Pongers, G. Hamhuis, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 3196, 142 (1997).
[CrossRef]

Prahl, S. A.

Sigrist, M. W.

M. W. Sigrist and F. K. Kneubühl, J. Acoust. Soc. Am. 64, 1652 (1978).
[CrossRef]

Stelling, C.

R. O. Esenaliev, A. A. Karabutov, F. K. Tittel, B. D. Fornage, S. L. Thomsen, C. Stelling, and A. A. Oraevsky, Proc. SPIE 2979, 1 (1997).

Sun, T.

G. J. Diebold and T. Sun, Acoustica 80, 339 (1994).

Tam, A. C.

A. C. Tam, Rev. Mod. Phys. 58, 381 (1986).
[CrossRef]

Thomsen, S. L.

R. O. Esenaliev, A. A. Karabutov, F. K. Tittel, B. D. Fornage, S. L. Thomsen, C. Stelling, and A. A. Oraevsky, Proc. SPIE 2979, 1 (1997).

Tittel, F. K.

R. O. Esenaliev, A. A. Karabutov, F. K. Tittel, B. D. Fornage, S. L. Thomsen, C. Stelling, and A. A. Oraevsky, Proc. SPIE 2979, 1 (1997).

A. A. Oraevsky, S. L. Jacques, and F. K. Tittel, Appl. Opt. 36, 402 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

van Gemert, M. J. C.

van Marle, J.

van Staveren, H. J.

Welch, A. J.

W.-F. Cheong, S. A. Prahl, and A. J. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 26, 2166 (1990).
[CrossRef]

Young, K.

H. M. Lai and K. Young, J. Acoust. Soc. Am. 72, 2000 (1982).
[CrossRef]

Zijlstra, W. G.

Acoustica (1)

G. J. Diebold and T. Sun, Acoustica 80, 339 (1994).

Appl. Opt. (4)

Can. J. Phys. (1)

D. A. Hutchins, Can. J. Phys. 64, 1247 (1986).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

W.-F. Cheong, S. A. Prahl, and A. J. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 26, 2166 (1990).
[CrossRef]

J. Acoust. Soc. Am. (2)

M. W. Sigrist and F. K. Kneubühl, J. Acoust. Soc. Am. 64, 1652 (1978).
[CrossRef]

H. M. Lai and K. Young, J. Acoust. Soc. Am. 72, 2000 (1982).
[CrossRef]

Med. Phys. (1)

R. A. Kruger, P. Liu, Y. R. Fang, and C. R. Appledorn, Med. Phys. 22, 1605 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Med. Biol. (1)

I. Driver, J. W. Feather, P. R. King, and J. B. Dawson, Phys. Med. Biol. 34, 1927 (1989).
[CrossRef]

Proc. SPIE (3)

C. G. A. Hoelen, R. Pongers, G. Hamhuis, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 3196, 142 (1997).
[CrossRef]

C. G. A. Hoelen, F. F. M. de Mul, and J. Greve, Proc. SPIE 2628, 308 (1995).
[CrossRef]

R. O. Esenaliev, A. A. Karabutov, F. K. Tittel, B. D. Fornage, S. L. Thomsen, C. Stelling, and A. A. Oraevsky, Proc. SPIE 2979, 1 (1997).

Rev. Mod. Phys. (1)

A. C. Tam, Rev. Mod. Phys. 58, 381 (1986).
[CrossRef]

Ultrasonics (1)

M. I. Khan and G. J. Diebold, Ultrasonics 33, 265 (1995).
[CrossRef]

Other (1)

J. A. Evans, in Practical Ultrasound, R. Lerski, ed. (IRL, Oxford, UK, 1988), pp. 1–13.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics