Projekte

Ring-Array für Photoakustik- und Ultraschall-Bildgebung

  • Programm des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT)
  • betreut durch den FWF
  • Zielsetzung: Stärkung weiterführender bzw. orientierter Grundlagenforschung an der Schnittstelle zur angewandten Forschung
  • Laufzeit: 01.07.2010 bis 31.12.2012
  • Projektpartner: Institut für Physik/Fachbereich Experimentalphysik, Karl-Franzens-Universität Graz


Die Absorption eines kurzen Laserpulses in einem Material erzeugt breitbandige Ultraschallwellen, die sich für hochauflösende Bildgebung eignen. Zwei Arten von Bildgebung werden unterschieden, abhängig davon ob die Ultraschallwelle an der Oberfläche des Objektes oder in seinem Inneren erzeugt wird. Die erstere Methode wird auch als Laser-Ultraschall-Methode bezeichnet. Bilder entstehen durch Reflexion der Ultraschallwelle an Strukturgrenzen mit unterschiedlicher akustischer Impedanz. Die zweite Methode wird photoakustische (optoakustische, thermoakustische) Bildgebung genannt und baut auf optischem Kontrast auf, da der erzeugte Druck proportional zur optischen Absorption ist.

Das allgemeine Ziel des Projektes war es, ein bildgebendes Verfahren zur simultanen Ultraschallbildgebung und photoakustische Bildgebung zu entwickeln, wobei spezielle Detektoren - bestehend aus konzentrischen Ringen - zum Einsatz kommen. Die Anwendbarkeit dieses Gerätes für die Bildgebung mit großer Tiefenschärfe sollte gezeigt werden. Dazu wurden folgenden Schritte durchgeführt.

  • Herstellung einer ringförmigen Detektormatrix  bestehend aus zu Ringen gebogenen faseroptischen Interferometern.
  • Herstellung einer ringförmigen Detektormatrix bestehend aus piezoelektrischen Ringen.
  • Entwicklung von Methoden zur Signalverarbeitung und von Methoden zur Reduzierung von Artefakten, wie Fokussierung mittels synthetischer Apertur oder von Entfaltungsmethoden.
  • Herstellung und Test eines Ultraschallmikroskops basierend auf den in den früheren Schritten  entwickelten Detektor-, Schallerzeugungs- und Signalverarbeitungsmethoden.

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