高スループット光吸収イメージングのためのエルゴード的リレーによるスナップショット光音響トポグラフィー

現在の光音響イメージングの実行には、単一素子超音波変換器を用いるシリアル検出か、超音波アレイを用いるパラレル検出のいずれかが必要であり、コストとスループットのトレードオフを行う必要がある。今回我々は、低コストで高スループットのスナップショット広視野イメージングのための、エルゴード的リレーによる光音響トポグラフィー（PATER）について報告する。PATERでは、エルゴード性を通してランダム化された時間的特徴を用いて空間情報をエンコードするため、単一レーザーショットで広視野像を捉えるのに必要なのは単一素子超音波変換器だけである。我々は、PATERを適用して、in vivoでマウスにおける血行動態応答の機能的イメージングと血圧脈波伝播の高速イメージングの両方を実証した。また、2 kHzという高いフレームレートを活用して、in vivoでマウス脳における移動性メラノーマ腫瘍細胞をPATERで追跡し位置を特定した。これによって流速の定量化と超解像イメージングが可能になった。PATERの生物医学的応用としては、特にヒトのバイタルサインをモニターするウエアラブルデバイスが考えられる。