Principoj de fotoakustika bildigo
Fotoakustika Bildigo (PAI) estas medicina bildiga tekniko kiu kombinasoptikokaj akustiko por generi ultrasonajn signalojn uzante la interago delumokun histo por akiri alt-rezoluciajn histobildojn. Ĝi estas vaste uzata en biomedicinaj kampoj, precipe en tumoro-detekto, angia bildigo, haŭta bildigo kaj aliaj kampoj.
Principo:
1. Luma sorbado kaj termika ekspansio: - Fotoakustika bildigo uzas la termikan efikon produktitan de lumsorbado. La pigmentaj molekuloj en la histo (ekz., hemoglobino, melanino) sorbas fotonojn (kutime preskaŭ-infraruĝan lumon), kiuj estas konvertitaj en varmenergio, igante lokajn temperaturojn altiĝi.
2. Termika ekspansio kaŭzas ultrasonon: – Temperaturaltiĝo kondukas al eta termika ekspansio de la histo, kiu produktas premajn ondojn (te ultrasono).
3. Ultrasona detekto: – La generitaj ultrasonaj ondoj disvastiĝas ene de la histo, kaj ĉi tiuj signaloj estas poste ricevitaj kaj registritaj de ultrasonaj sensiloj (kiel ultrasonaj sondoj).
4. Bilda rekonstruo: la kolektita ultrasona signalo estas kalkulita kaj prilaborita por rekonstrui la strukturon kaj funkcian bildon de la histo, kiu povas provizi la optikajn sorbajn trajtojn de la histo. Avantaĝoj de fotoakustika bildigo: Alta kontrasto: Fotoakustika bildigo dependas de la lumsorbadkarakterizaĵoj de histoj, kaj malsamaj histoj (kiel sango, graso, muskolo, ktp.) havas malsamajn kapablojn sorbi lumon, tiel ke ĝi povas disponigi altkontrastajn bildojn. Alta rezolucio: Uzante la altan spacan rezolucion de ultrasono, fotoakustika bildigo povas atingi milimetran aŭ eĉ submilimetran bildigan precizecon. Ne-invasiva: Fotoakustika bildigo estas ne-invasiva, lumo kaj sono ne kaŭzos histo-damaĝon, tre taŭga por homa medicina diagnozo. Profundbildiga kapablo: Kompare kun tradicia optika bildigo, fotoakustika bildigo povas penetri plurajn centimetrojn sub la haŭton, kio taŭgas por profunda histobildigo.
Apliko:
1. Vaskula bildigo: - Fotoakustika bildigo povas detekti la lumsorbajn ecojn de hemoglobino en la sango, do ĝi povas precize montri la strukturon kaj oksigenan staton de sangaj glasoj por kontroli mikrocirkuladon kaj juĝi malsanojn.
2. Tumordetekto: - Angiogenezo en tumoraj histoj estas kutime ekstreme abunda, kaj fotoakustika bildigo povas helpi fruan detekton de tumoroj detektante anomaliojn en angia strukturo.
3. Funkcia bildigo: - Fotoakustika bildigo povas taksi la oksigenan provizon de histoj detektante la koncentriĝon de oksigenado kaj deoksihemoglobino en histoj, kio estas de granda signifo por la funkcia monitorado de malsanoj kiel kancero kaj kardiovaskula malsano.
4. Haŭta bildigo: - Ĉar fotoakustika bildigo estas tre sentema al supraĵa histo, ĝi taŭgas por frua detekto de haŭta kancero kaj analizo de haŭtaj anomalioj.
5. Cerba bildigo: Fotoakustika bildigo povas akiri informojn pri cerba sangofluo en ne-invasiva maniero por la studo de cerbaj malsanoj kiel apopleksio kaj epilepsio.
Defioj kaj evoludirektoj de fotoakustika bildigo:
Lumofontoelekto: Luma penetrado de malsamaj ondolongoj estas malsama, kiel elekti la ĝustan ondolongan ekvilibran rezolucion kaj penetran profundon estas defio. Signal-prilaborado: La akiro kaj prilaborado de ultrasonaj signaloj postulas altrapidajn kaj precizajn algoritmojn, kaj la evoluo de bilda rekonstrua teknologio ankaŭ estas decida. Multimodala bildigo: Fotoakustika bildigo povas esti kombinita kun aliaj bildigaj kategorioj (kiel ekzemple MRI, CT, ultrasonbildigo) por disponigi pli ampleksajn biomedicinajn informojn.
Fotoakustika bildigo estas nova kaj multfunkcia biomedicina bildiga teknologio, kiu havas la karakterizaĵojn de alta kontrasto, alta rezolucio kaj ne-invasiva. Kun la evoluo de teknologio, fotoakustika bildigo havas larĝajn aplikajn perspektivojn en medicina diagnozo, baza biologia esplorado, drog-evoluo kaj aliaj kampoj.
Afiŝtempo: Sep-23-2024