光音響イメージング
光エネルギーを吸収した分子が熱を放出し、その熱による体積膨張により音響波(疎密波)を発生する現象は1880年に、グラハム・ベルによって発見された。
1990年代頃より光と生体の相互作用に関する研究から始まり、高輝度のパルスレーザー技術と超音波検出技術の発展によって90年代半ば以降、生体の断層イメージングの研究が米国・欧州を中心に盛んになり、2010年以降、光音響技術が生体を対象としたイメージング技術の手法として確立しつつある。
イメージングにはヘモグロビンの吸収領域(400~700nm)と水の吸収領域(0.9~400μm)の中間の波長を持ち、「生体の窓」とも呼ばれる生体を透過しやすい700~900nmの近赤外光が使用される。
近赤外光を吸収して熱に変換する作用である光音響効果が強く、抗体などを利用して目的の部位に集積させることでPAI信号が増強されて周囲とのコントラストが増す金ナノ粒子、単層カーボンナノチューブ (SWNT)、インドシアニングリーン、メチレンブルーのような造影剤を体内に投与する必要がある。
光源には従来、強力なパルス光を生成するレーザーが不可欠であると考えられていたが、近年では発光ダイオードでの光音響波の生成が確認されている。