Fotoakustik tasvirlash tamoyillari

Fotoakustik tasvirlash tamoyillari

Fotoakustik tasvirlash (PAI) - bu birlashtiradigan tibbiy tasvirlash usulioptikaning o'zaro ta'siridan foydalangan holda ultratovush signallarini yaratish uchun akustikayorug'likyuqori aniqlikdagi to'qimalar tasvirlarini olish uchun to'qima bilan. U biotibbiyot sohalarida, ayniqsa o'smalarni aniqlash, qon tomirlarini ko'rish, terini ko'rish va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi.

Printsip:
1. Yorug'likning yutilishi va termal kengayish: – Fotoakustik tasvir yorug'likning yutilishi natijasida hosil bo'lgan termal effektdan foydalanadi. To'qimalardagi pigment molekulalari (masalan, gemoglobin, melanin) fotonlarni (odatda infraqizil nurga yaqin) o'zlashtiradi, ular issiqlik energiyasiga aylanadi va mahalliy haroratning oshishiga olib keladi.
2. Termik kengayish ultratovushni keltirib chiqaradi: – Haroratning ko'tarilishi to'qimalarning kichik termal kengayishiga olib keladi, bu esa bosim to'lqinlarini (ya'ni ultratovush) hosil qiladi.
3. Ultrasonik aniqlash: – Yaratilgan ultratovush toʻlqinlari toʻqima ichida tarqaladi va bu signallar keyinchalik ultratovush sensorlari (masalan, ultratovushli zondlar) tomonidan qabul qilinadi va qayd etiladi.
4. Tasvirni qayta tiklash: to'plangan ultratovush signali to'qimalarning optik assimilyatsiya xususiyatlarini ta'minlay oladigan to'qimalarning tuzilishi va funktsional tasvirini qayta tiklash uchun hisoblab chiqiladi va qayta ishlanadi. Fotoakustik tasvirning afzalliklari: Yuqori kontrast: Fotoakustik tasvir to'qimalarning yorug'lik yutilish xususiyatlariga tayanadi va turli to'qimalar (qon, yog ', mushak va boshqalar) yorug'likni singdirish qobiliyatiga ega, shuning uchun u yuqori kontrastli tasvirlarni taqdim etishi mumkin. Yuqori piksellar sonini: ultratovushning yuqori fazoviy rezolyutsiyasidan foydalangan holda, fotoakustik ko'rish millimetr yoki hatto sub-millimetrli tasvirlash aniqligiga erishishi mumkin. Invaziv bo'lmagan: Fotoakustik tasvir invaziv emas, yorug'lik va tovush to'qimalarga zarar etkazmaydi, insonning tibbiy diagnostikasi uchun juda mos keladi. Chuqur tasvirlash qobiliyati: an'anaviy optik tasvirlash bilan solishtirganda, fotoakustik tasvir teri ostiga bir necha santimetr kirib borishi mumkin, bu chuqur to'qimalarni tasvirlash uchun mos keladi.

Ilova:
1. Qon tomirlarini ko'rish: - Fotoakustik ko'rish qondagi gemoglobinning yorug'lik yutuvchi xususiyatlarini aniqlay oladi, shuning uchun mikrosirkulyatsiyani kuzatish va kasalliklarni baholash uchun qon tomirlarining tuzilishi va kislorodlanish holatini aniq ko'rsatishi mumkin.
2. O'simtani aniqlash: - O'simta to'qimalarida angiogenez odatda juda ko'p va fotoakustik ko'rish tomirlar tuzilishidagi anormalliklarni aniqlash orqali o'smalarni erta aniqlashga yordam beradi.
3. Funktsional tasvirlash: – Fotoakustik tasvirlar saraton va yurak-qon tomir kasalliklari kabi kasalliklarning funktsional monitoringi uchun katta ahamiyatga ega bo'lgan to'qimalarda kislorod va deoksigemoglobin kontsentratsiyasini aniqlash orqali to'qimalarning kislorod bilan ta'minlanishini baholashi mumkin.
4. Terini ko'rish: – Fotoakustik tasvir yuzaki to'qimalarga juda sezgir bo'lgani uchun teri saratonini erta aniqlash va teri anormalliklarini tahlil qilish uchun javob beradi.
5. Miyani ko'rish: Fotoakustik ko'rish insult va epilepsiya kabi miya kasalliklarini o'rganish uchun invaziv bo'lmagan usulda miya qon oqimi haqida ma'lumot olishi mumkin.

Fotoakustik tasvirning muammolari va rivojlanish yo'nalishlari:
Nur manbaitanlash: Turli to'lqin uzunliklarining yorug'lik penetratsiyasi har xil, to'g'ri to'lqin uzunligi muvozanat o'lchamlari va penetratsiya chuqurligini qanday tanlash qiyin. Signalni qayta ishlash: Ultrasonik signallarni olish va qayta ishlash yuqori tezlikda va aniq algoritmlarni talab qiladi va tasvirni qayta tiklash texnologiyasini ishlab chiqish ham juda muhimdir. Multimodal tasvirlash: Fotoakustik tasvirni boshqa tasvirlash usullari (masalan, MRI, KT, ultratovush ko'rish) bilan birlashtirilishi mumkin, bu esa batafsilroq biotibbiyot ma'lumotlarini taqdim etadi.

Fotoakustik ko'rish - bu yuqori kontrastli, yuqori aniqlikdagi va invaziv bo'lmagan xususiyatlarga ega bo'lgan yangi va ko'p funktsiyali biomedikal tasvirlash texnologiyasi. Texnologiyaning rivojlanishi bilan fotoakustik tasvir tibbiy diagnostika, asosiy biologiya tadqiqotlari, dori-darmonlarni ishlab chiqish va boshqa sohalarda keng qo'llash istiqbollariga ega.