Principi fotoakustičkog slika

Principi fotoakustičkog slika

Fotoakustičko snimanje (PAI) je tehnika medicinske slike koja se kombiniraoptikai akustike za generiranje ultrazvučnih signala koristeći interakcijusvjetlostsa tkivom za dobivanje slika visoke rezolucije. Široko se koristi u biomedicinskim poljima, posebno u otkrivanju tumora, vaskularnoj snimanju, snimanju kože i drugim poljima.

Načelo:
1. Apsorpcija lagane i termička ekspanzija: - fotoakustičko snimanje koristi toplotni efekat proizveden apsorpcijom lagane. Molekuli pigmenta u tkivu (npr. Hemoglobin, Melanin) apsorbiraju fotone (obično gotovo infracrveno svjetlo), koje se pretvaraju u toplinu energiju, uzrokujući da se raste lokalne temperature.
2. Termička ekspanzija uzrokuje ultrazvuk: - porast temperature dovodi do sitnog toplinskog širenja tkiva, koji proizvodi tlačne valove (tj. Ultrazvuk).
3. Ultrazvučno otkrivanje: - generirani ultrazvučni valovi šire u tkivu, a ti signali naknadno primaju i zabilježeni ultrazvučnim senzorima (poput ultrazvučnih sondi).
4. Rekonstrukcija slike: Prikupljeni ultrazvučni signal izračunava se i obrađuje za obnovu strukture i funkcije slike tkiva, što može pružiti optičke apsorpcijske karakteristike tkiva. Prednosti fotoakustičkog snimanja: Visok kontrast: fotoakustičko snimanje oslanja se na karakteristike apsorpcije lagane tkiva i različita tkiva (poput krvi, masti, mišića itd.) Imati različite sposobnosti za apsorbiranje svjetlosti, tako da može pružiti slike visokog kontrasta. Visoka rezolucija: Upotreba visoke prostorne rezolucije ultrazvuka, fotoakustičko snimanje može postići milimetar ili čak preciznost pod-milimetara. Neinvazivno: fotoakustičko snimanje je neinvazivno, lagano i zvuk neće uzrokovati oštećenje tkiva, vrlo pogodno za ljudsku medicinsku dijagnozu. Mogućnost zamislivanja dubine: U usporedbi s tradicionalnim optičkim snimanjem, fotoakustičko snimanje može prodrijeti u nekoliko centimetara ispod kože, što je pogodno za duboko tkivo snimanje.

Primjena:
1. Vaskularno snimanje: - fotoakustičko snimanje može otkriti svojstva za apsorbiranje svjetlosti u krvi, tako da može precizno prikazati strukturu i oksigenacijsko stanje krvnih žila za nadgledanje microcirkulacije i sudskih bolesti.
2. Otkrivanje tumora: - Angiogeneza u tkivima tumora obično je izuzetno obilna, a fotoakustičko snimanje može pomoći ranom otkrivanju tumora otkrivanjem nepravilnosti u vaskularnom strukturi.
3. Funkcionalno snimanje: - fotoakustičko snimanje može procijeniti opskrbu kisikom otkriti koncentracije oksigenacijskog i deoxyhemoglobina u tkivima, što je od velikog značaja za funkcionalno praćenje bolesti poput raka i kardiovaskularne bolesti.
4. Snimanje kože: - jer je fotoakustičko snimanje vrlo osjetljivo na površno tkivo, pogodno je za rano otkrivanje raka kože i analize kože akrovalnosti.
5. Snimanje mozga: fotoakustičko snimanje može dobiti cerebralne informacije o protoku krvi na neinvazivni način za proučavanje moždanih bolesti poput moždanog udara i epilepsije.

IZAZOVI I RAZVOJNI SMJERNICI FOAAKOUSTIČNOG SVIGACIJA:
Izvor svetlostiIzbor: Lagana prodorka različitih talasnih duljina različita je, kako odabrati pravu rezoluciju ravnoteže talasne dužine i dubinu prodora je izazov. Obrada signala: Akvizicija i obrada ultrazvučnih signala zahtijevaju velike i precizne algoritme, a razvoj tehnologije obnove slike je također presudna. Multimodalno snimanje: fotoakustičko snimanje može se kombinovati sa ostalim modalitetima za snimanje (kao što su MRI, CT, ultrazvuk) za pružanje sveobuhvatnijih biomedicinskih informacija.

FOAKoakustičko snimanje je nova i multifunkcionalna tehnologija biomedicinske slike koja ima karakteristike visokog kontrasta, visoke rezolucije i neinvazivne. Sa razvojem tehnologije, fotoakustičko snimanje ima široke perspektive aplikacije u medicinskoj dijagnozi, osnovnom istraživanju biologije, razvoj droga i drugim poljima.