Fotoakustik görüntüləmə prinsipləri

Fotoakustik görüntüləmə prinsipləri

Fotoakustik Görüntüləmə (PAI) tibbi görüntüləmə texnikasını birləşdiriroptikavə qarşılıqlı təsirindən istifadə edərək ultrasəs siqnalları yaratmaq üçün akustikaişıqyüksək dəqiqlikli toxuma görüntüləri əldə etmək üçün toxuma ilə. Biotibbi sahələrdə, xüsusən də şiş aşkarlanması, damar görüntüləməsi, dəri görüntüləməsi və digər sahələrdə geniş istifadə olunur.

Prinsip:
1. İşığın udulması və istilik genişlənməsi: – Fotoakustik görüntüləmə işığın udulması nəticəsində yaranan istilik effektindən istifadə edir. Toxumadakı piqment molekulları (məsələn, hemoglobin, melanin) fotonları (adətən yaxın infraqırmızı işığı) udur və bu da istilik enerjisinə çevrilir və yerli temperaturun yüksəlməsinə səbəb olur.
2. İstilik genişlənməsi ultrasəsə səbəb olur: – Temperaturun yüksəlməsi toxumanın kiçik istilik genişlənməsinə gətirib çıxarır ki, bu da təzyiq dalğaları (məsələn, ultrasəs) yaradır.
3. Ultrasəs aşkarlanması: – Yaranan ultrasəs dalğaları toxuma daxilində yayılır və bu siqnallar sonradan ultrasəs sensorları (məsələn, ultrasəs zondları) tərəfindən qəbul edilir və qeyd olunur.
4. Təsvirin yenidən qurulması: toplanmış ultrasəs siqnalı toxumanın strukturunu və funksiyasını yenidən qurmaq üçün hesablanır və emal olunur ki, bu da toxumanın optik udma xüsusiyyətlərini təmin edə bilər. Fotoakustik görüntüləmənin üstünlükləri: Yüksək kontrast: Fotoakustik görüntüləmə toxumaların işığı udma xüsusiyyətlərinə əsaslanır və müxtəlif toxumalar (məsələn, qan, yağ, əzələ və s.) işığı udmaq üçün fərqli qabiliyyətlərə malikdir, buna görə də yüksək kontrastlı görüntülər təmin edə bilər. Yüksək qətnamə: Ultrasəsin yüksək fəza qətnaməsindən istifadə edərək fotoakustik görüntüləmə millimetr və ya hətta submillimetr görüntüləmə dəqiqliyinə nail ola bilər. İnvaziv olmayan: Fotoakustik görüntüləmə invaziv olmayan bir görüntüdür, işıq və səs toxuma zədələnməsinə səbəb olmayacaq, insan tibbi diaqnozu üçün çox uyğundur. Dərinlik görüntüləmə qabiliyyəti: Ənənəvi optik görüntüləmə ilə müqayisədə fotoakustik görüntüləmə dərinin altında bir neçə santimetr nüfuz edə bilər ki, bu da dərin toxuma görüntüləməsi üçün uyğundur.

Tətbiq:
1. Damar görüntüləməsi: – Fotoakustik görüntüləmə qanda hemoglobinin işığı udma xüsusiyyətlərini aşkar edə bilər, beləliklə, mikrosirkulyasiyanı izləmək və xəstəlikləri qiymətləndirmək üçün qan damarlarının quruluşunu və oksigenləşmə vəziyyətini dəqiq şəkildə göstərə bilər.
2. Şişin aşkarlanması: – Şiş toxumalarında angiogenez adətən olduqca bol olur və fotoakustik görüntüləmə damar strukturundakı anomaliyaları aşkar etməklə şişlərin erkən aşkarlanmasına kömək edə bilər.
3. Funksional görüntüləmə: – Fotoakustik görüntüləmə toxumalarda oksigenləşmə və deoksihemoglobin konsentrasiyasını aşkar etməklə toxumaların oksigen təchizatını qiymətləndirə bilər ki, bu da xərçəng və ürək-damar xəstəlikləri kimi xəstəliklərin funksional monitorinqi üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir.
4. Dəri görüntüləməsi: – Fotoakustik görüntüləmə səthi toxumalara çox həssas olduğundan, dəri xərçənginin erkən aşkarlanması və dəri anomaliyalarının təhlili üçün uyğundur.
5. Beyin görüntüləməsi: Fotoakustik görüntüləmə, insult və epilepsiya kimi beyin xəstəliklərinin öyrənilməsi üçün qeyri-invaziv şəkildə beyin qan axını məlumatlarını əldə edə bilər.

Fotoakustik görüntüləmənin çətinlikləri və inkişaf istiqamətləri:
İşıq mənbəyiseçim: Müxtəlif dalğa uzunluqlarının işığın nüfuz etməsi fərqlidir, düzgün dalğa uzunluğu balansının qətnaməsini və nüfuzetmə dərinliyini necə seçmək çətindir. Siqnalın emalı: Ultrasəs siqnallarının əldə edilməsi və emalı yüksək sürətli və dəqiq alqoritmlər tələb edir və görüntü rekonstruksiyası texnologiyasının inkişafı da vacibdir. Multimodal görüntüləmə: Daha əhatəli biotibbi məlumat vermək üçün fotoakustik görüntüləmə digər görüntüləmə üsulları (məsələn, MRT, KT, ultrasəs görüntüləmə) ilə birləşdirilə bilər.

Fotoakustik görüntüləmə, yüksək kontrast, yüksək qətnamə və qeyri-invaziv xüsusiyyətlərə malik yeni və çoxfunksiyalı biotibbi görüntüləmə texnologiyasıdır. Texnologiyanın inkişafı ilə fotoakustik görüntüləmə tibbi diaqnoz, əsas biologiya tədqiqatları, dərmanların hazırlanması və digər sahələrdə geniş tətbiq perspektivlərinə malikdir.