Prinċipji tal-immaġini fotoakustika

Prinċipji tal-immaġini fotoakustika

L-Immaġini Fotoakustika (PAI) hija teknika ta' immaġini medika li tgħaqqadottikau akustika biex jiġġeneraw sinjali ultrasoniċi bl-użu tal-interazzjoni ta'dawlbit-tessut biex jinkisbu immaġnijiet tat-tessut b'riżoluzzjoni għolja. Jintuża ħafna f'oqsma bijomediċi, speċjalment fl-iskoperta tat-tumuri, l-immaġini vaskulari, l-immaġini tal-ġilda u oqsma oħra.

Prinċipju:
1. Assorbiment tad-dawl u espansjoni termali: – L-immaġini fotoakustika tuża l-effett termali prodott mill-assorbiment tad-dawl. Il-molekuli tal-pigment fit-tessut (eż., emoglobina, melanina) jassorbu l-fotoni (ġeneralment dawl qrib l-infra-aħmar), li jiġu kkonvertiti f'enerġija tas-sħana, u b'hekk it-temperaturi lokali jiżdiedu.
2. L-espansjoni termali tikkawża l-ultrasound: – Iż-żieda fit-temperatura twassal għal espansjoni termali żgħira tat-tessut, li tipproduċi mewġ ta’ pressjoni (jiġifieri ultrasound).
3. Sejbien ultrasoniku: – Il-mewġ ultrasoniku ġġenerat jinfirex fit-tessut, u dawn is-sinjali sussegwentement jiġu riċevuti u rreġistrati minn sensuri ultrasoniċi (bħal sondi ultrasoniċi).
4. Rikostruzzjoni tal-immaġni: is-sinjal ultrasoniku miġbur jiġi kkalkulat u pproċessat biex tinbena mill-ġdid l-immaġni tal-istruttura u l-funzjoni tat-tessut, li tista' tipprovdi l-karatteristiċi tal-assorbiment ottiku tat-tessut. Vantaġġi tal-immaġini fotoakustika: Kuntrast għoli: L-immaġini fotoakustika tiddependi fuq il-karatteristiċi tal-assorbiment tad-dawl tat-tessuti, u tessuti differenti (bħad-demm, ix-xaħam, il-muskolu, eċċ.) għandhom abbiltajiet differenti biex jassorbu d-dawl, għalhekk jistgħu jipprovdu immaġini b'kuntrast għoli. Riżoluzzjoni għolja: Bl-użu tar-riżoluzzjoni spazjali għolja tal-ultrasound, l-immaġini fotoakustika tista' tikseb preċiżjoni tal-immaġini millimetrika jew saħansitra sub-millimetrika. Mhux invażiva: L-immaġini fotoakustika mhijiex invażiva, id-dawl u l-ħoss mhux se jikkawżaw ħsara lit-tessut, adattata ħafna għad-dijanjosi medika umana. Kapaċità tal-immaġini fil-fond: Meta mqabbla mal-immaġini ottika tradizzjonali, l-immaġini fotoakustika tista' tippenetra diversi ċentimetri taħt il-ġilda, li hija adattata għall-immaġini fit-tessut fond.

Applikazzjoni:
1. Immaġini vaskulari: – L-immaġini fotoakustika tista' tiskopri l-proprjetajiet li jassorbu d-dawl tal-emoglobina fid-demm, u għalhekk tista' turi b'mod preċiż l-istruttura u l-istatus tal-ossiġenazzjoni tal-vini tad-demm għall-monitoraġġ tal-mikroċirkolazzjoni u l-ġudizzju tal-mard.
2. Sejbien tat-tumuri: – L-anġjoġenesi fit-tessuti tat-tumuri ġeneralment tkun abbundanti ħafna, u l-immaġini fotoakustika tista' tgħin fl-iskoperta bikrija tat-tumuri billi tiskopri anormalitajiet fl-istruttura vaskulari.
3. Immaġini funzjonali: – L-immaġini fotoakustika tista' tivvaluta l-provvista tal-ossiġnu tat-tessuti billi tiskopri l-konċentrazzjoni tal-ossiġenazzjoni u d-deossiemoglobina fit-tessuti, li hija ta' sinifikat kbir għall-monitoraġġ funzjonali ta' mard bħall-kanċer u l-mard kardjovaskulari.
4. Immaġini tal-ġilda: – Minħabba li l-immaġini fotoakustika hija sensittiva ħafna għat-tessut superfiċjali, hija adattata għad-detezzjoni bikrija tal-kanċer tal-ġilda u għall-analiżi ta' anormalitajiet tal-ġilda.
5. Immaġini tal-moħħ: L-immaġini fotoakustika tista' tikseb informazzjoni dwar il-fluss tad-demm ċerebrali b'mod mhux invażiv għall-istudju ta' mard tal-moħħ bħal puplesija u epilessija.

Sfidi u direzzjonijiet ta' żvilupp tal-immaġini fotoakustika:
Sors tad-dawlgħażla: Il-penetrazzjoni tad-dawl ta' wavelengths differenti hija differenti, kif tagħżel ir-riżoluzzjoni t-tajba tal-bilanċ tat-wavelength u l-fond tal-penetrazzjoni hija sfida. Ipproċessar tas-sinjali: L-akkwist u l-ipproċessar ta' sinjali ultrasoniċi jeħtieġu algoritmi b'veloċità għolja u preċiżi, u l-iżvilupp tat-teknoloġija tar-rikostruzzjoni tal-immaġni huwa wkoll kruċjali. Immaġini multimodali: L-immaġini fotoakustika tista' tiġi kkombinata ma' modalitajiet oħra tal-immaġini (bħal MRI, CT, immaġini bl-ultrasound) biex tipprovdi informazzjoni bijomedika aktar komprensiva.

L-immaġini fotoakustika hija teknoloġija ġdida u multifunzjonali tal-immaġini bijomedika, li għandha l-karatteristiċi ta' kuntrast għoli, riżoluzzjoni għolja u mhux invażiva. Bl-iżvilupp tat-teknoloġija, l-immaġini fotoakustika għandha prospetti wesgħin ta' applikazzjoni fid-dijanjosi medika, ir-riċerka fil-bijoloġija bażika, l-iżvilupp tal-mediċini u oqsma oħra.