Prinċipji ta 'immaġni fotoakustika

Prinċipji ta 'immaġni fotoakustika

Immaġni fotoakustika (PAI) hija teknika ta 'immaġini medika li tgħaqqadottikau akustika biex tiġġenera sinjali ultrasoniċi bl-użu ta 'l-interazzjoni ta'dawlbit-tessut biex jiksbu immaġini ta 'tessut b'riżoluzzjoni għolja. Huwa użat ħafna fl-għelieqi bijomediċi, speċjalment fl-iskoperta tat-tumur, immaġini vaskulari, immaġini tal-ġilda u oqsma oħra.

Prinċipju:
1. Assorbiment tad-dawl u espansjoni termali: - Immaġni fotoakustika tuża l-effett termali prodott mill-assorbiment tad-dawl. Il-molekuli tal-pigment fit-tessut (eż., Emoglobina, melanin) jassorbu fotoni (ġeneralment dawl infra-aħmar), li huma kkonvertiti f'enerġija tas-sħana, u jikkawżaw li jiżdiedu t-temperaturi lokali.
2. L-espansjoni termali tikkawża ultrasound: - Iż-żieda fit-temperatura twassal għal espansjoni termika ċkejkna tat-tessut, li tipproduċi mewġ ta 'pressjoni (jiġifieri ultrasound).
3
4. Rikostruzzjoni ta 'immaġni: Is-sinjal ultrasoniku miġbur huwa kkalkulat u pproċessat biex jerġa' jibni l-istruttura u l-immaġni tal-funzjoni tat-tessut, li jistgħu jipprovdu l-karatteristiċi ta 'assorbiment ottiku tat-tessut. Vantaġġi ta 'immaġini fotoakustiċi: kuntrast għoli: immaġni fotoakustika tiddependi fuq il-karatteristiċi ta' assorbiment tad-dawl ta 'tessuti, u tessuti differenti (bħal demm, xaħam, muskolu, eċċ.) Għandhom abbiltajiet differenti biex jassorbu d-dawl, u għalhekk jistgħu jipprovdu immaġini b'kuntrast għoli. Riżoluzzjoni għolja: Meta tuża r-riżoluzzjoni spazjali għolja ta 'ultrasound, immaġini fotoakustiċi tista' tikseb preċiżjoni tal-immaġini millimetru jew saħansitra sub-millimetru. Mhux invażiv: L-immaġini fotoakustiċi mhumiex invażivi, id-dawl u l-ħoss ma jikkawżawx ħsara fit-tessut, adattata ħafna għal dijanjosi medika umana. Kapaċità ta 'immaġini fil-fond: Meta mqabbel ma' immaġini ottiċi tradizzjonali, immaġini fotoakustiċi jistgħu jippenetraw diversi ċentimetri taħt il-ġilda, li hija adattata għal immaġini ta 'tessuti fil-fond.

Applikazzjoni:
1. Immaġini vaskulari: - Immaġni fotoakustika tista 'tiskopri l-proprjetajiet li jassorbu d-dawl ta' emoglobina fid-demm, u għalhekk tista 'turi b'mod preċiż l-istruttura u l-istatus ta' ossiġenazzjoni tal-vini tad-demm għall-monitoraġġ tal-mikroċirkulazzjoni u l-mard tal-ġudizzju.
2
3
4. Immaġni tal-ġilda: - Minħabba li l-immaġini fotoakustiċi hija sensittiva ħafna għat-tessut superfiċjali, hija adattata għall-iskoperta bikrija tal-kanċer tal-ġilda u l-analiżi tal-anormalitajiet fil-ġilda.
5. Immaġni tal-moħħ: Immaġni 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 ta' immaġini fotoakustiċi:
Sors tad-dawlGħażla: Il-penetrazzjoni tad-dawl ta 'tulijiet ta' mewġ differenti hija differenti, kif tagħżel ir-riżoluzzjoni tal-bilanċ tal-mewġa t-tajba u l-fond tal-penetrazzjoni hija sfida. Ipproċessar tas-sinjali: L-akkwist u l-ipproċessar ta 'sinjali ultrasoniċi jeħtieġu algoritmi ta' veloċità għolja u preċiżi, u l-iżvilupp tat-teknoloġija ta 'rikostruzzjoni ta' immaġini huwa wkoll kruċjali. Immaġni multimodali: Immaġni fotoakustika tista 'tkun ikkombinata ma' modalitajiet oħra ta 'immaġini (bħal MRI, CT, immaġni ultrasoniku) biex tipprovdi informazzjoni bijomedika aktar komprensiva.

Immaġni fotoakustika hija teknoloġija ta 'immaġini bijomedika ġdida u multi-funzjonali, li għandha l-karatteristiċi ta' kuntrast għoli, riżoluzzjoni għolja u mhux invażiva. Bl-iżvilupp tat-teknoloġija, l-immaġni fotoakustika għandha prospetti ta 'applikazzjoni wiesgħa fid-dijanjosi medika, riċerka bażika tal-bijoloġija, żvilupp tad-droga u oqsma oħra.