Photoacoustic imaging (PAI) is being actively investigated as a non-invasive and non-radioactive imaging technique for sentinel lymph node (SLN) biopsy. By taking advantage of optical and ultrasound imaging, PAI probes SLNs non-invasively with methylene blue (MB) in both live animals and breast cancer patients. However, these PAI systems have limitations for widespread use in clinics and commercial marketplaces because the lasers used by the PAI systems, e.g., tunable liquid dye laser systems and optical parametric oscillator (OPO) lasers, are bulky in size, not economical, and use risky flammable and toxic liquid dyes. To overcome these limitations, we are proposing a novel dual-modal photoacoustic and ultrasound imaging system based on a solid-state dye laser (SD-PAUSI), which is compact, convenient, and carries far less risk of flammability and toxicity. Using a solid-state dye handpiece that generates 650-nm wavelength, we successfully imaged the MB tube positioned deeply (~3.9 cm) in chicken breast tissue. The SLNs were also photoacoustically detected in the in vivo rats beneath a 2.2-cm-thick layer of chicken breast, which is deeper than the typical depth of SLNs in humans (1.2 ± 0.5 cm). Furthermore, we showed the multispectral capability of the PAI by switching the dye handpiece, in which the MB-dyed SLN was selectively highlighted from the surrounding vasculature. These results demonstrated the great potential of the SD-PAUSI as an easy but effective modality for SLN detection.

中文翻译：

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使用固态染料激光系统对前哨淋巴结进行体内双模态光声和超声成像。

光声成像（PAI）正在积极研究，作为前哨淋巴结（SLN）活检的一种非侵入性和非放射性成像技术。通过利用光学和超声成像，PAI在活体动物和乳腺癌患者中以亚甲基蓝（MB）无创地探测SLN。但是，这些PAI系统在临床和商业市场中的广泛使用受到限制，因为PAI系统使用的激光器（例如可调液体染料激光器系统和光学参量振荡器（OPO）激光器）体积庞大，不经济且使用不便。危险的易燃有毒液体染料。为了克服这些限制，我们提出了一种新型的基于固态染料激光（SD-PAUSI）的双模态光声和超声成像系统，该系统紧凑，方便，并且具有极低的可燃性和毒性风险。使用能够产生650 nm波长的固态染料手机，我们成功拍摄了位于鸡胸组织深处（约3.9 cm）的MB管。还可以在体内2.2厘米厚的鸡胸肉层以下的体内大鼠中，通过光声法检测到SLN，这比人的SLN的典型深度（1.2±0.5 cm）还要深。此外，我们通过切换染料手机显示了PAI的多光谱功能，其中从周围的脉管系统中选择性突出了MB染色的SLN。这些结果证明了SD-PAUSI作为SLN检测的一种简单而有效的方法的巨大潜力。9厘米）放在鸡胸组织中。还可以在体内2.2厘米厚的鸡胸肉层以下的体内大鼠中，通过光声法检测到SLN，该深度比人类中SLN的典型深度（1.2±0.5 cm）还要深。此外，我们通过切换染料手机显示了PAI的多光谱功能，其中从周围的脉管系统中选择性突出了MB染色的SLN。这些结果证明了SD-PAUSI作为SLN检测的一种简单而有效的方法的巨大潜力。9厘米）放在鸡胸组织中。还可以在体内2.2厘米厚的鸡胸肉层以下的体内大鼠中，通过光声法检测到SLN，该深度比人类中SLN的典型深度（1.2±0.5 cm）还要深。此外，我们通过切换染料手机显示了PAI的多光谱功能，其中从周围的脉管系统中选择性突出了MB染色的SLN。这些结果证明了SD-PAUSI作为SLN检测的一种简单而有效的方法的巨大潜力。其中MB染色的SLN从周围的脉管系统中有选择地突出显示。这些结果证明了SD-PAUSI作为SLN检测的一种简单而有效的方法的巨大潜力。其中MB染色的SLN从周围的脉管系统中有选择地突出显示。这些结果证明了SD-PAUSI作为SLN检测的一种简单而有效的方法的巨大潜力。