Principoj de fotoakustika bildigo

Principoj de fotoakustika bildigo

Fotoakustika bildigo (PAI) estas medicina bildiga tekniko, kiu kombinasOptikokaj akustiko por generi ultrasonajn signalojn uzante la interagadon deLumokun histo por akiri bildojn de alta rezolucio. Ĝi estas vaste uzata en biomedicinaj kampoj, precipe en detekto de tumoroj, vaskula bildigo, haŭta bildigo kaj aliaj kampoj.

Principo:
1. Malpeza absorbo kaj termika ekspansio: - Fotoakustika bildigo uzas la termikan efikon produktitan de malpeza absorbo. La pigmentaj molekuloj en la histo (ekz. Hemoglobino, melanino) absorbas fotonojn (kutime preskaŭ-infraruĝan lumon), kiuj estas konvertitaj al varmo-energio, kaŭzante lokajn temperaturojn altiĝi.
2. Termika ekspansio kaŭzas ultrasonon: - Temperaturo -altiĝo kondukas al eta termika ekspansio de la histo, kiu produktas premajn ondojn (t.e. ultrasono).
3. Ultrasona Detekto: - La generitaj ultrasonaj ondoj propagas ene de la histo, kaj ĉi tiuj signaloj estas poste ricevitaj kaj registritaj per ultrasonaj sensiloj (kiel ultrasonaj sondoj).
4. Bildo -Rekonstruado: La kolektita ultrasona signalo estas kalkulita kaj prilaborita por rekonstrui la strukturon kaj funkcion bildo de la histo, kiu povas provizi la optikajn absorbajn trajtojn de la histo. Avantaĝoj de fotoakustika bildigo: Alta kontrasto: fotoakustika bildigo dependas de la malpezaj absorbaj trajtoj de histoj, kaj malsamaj histoj (kiel sango, graso, muskolo, ktp.) Havas malsamajn kapablojn por sorbi lumon, do ĝi povas provizi bildojn de alta kontrasto. Alta Rezolucio: Uzante la altan spacan rezolucion de ultrasono, fotoakustika bildigo povas atingi milimetron aŭ eĉ sub-milimetran bildigan precizecon. Ne-invasiva: fotoakustika bildigo estas ne-invasiva, malpeza kaj sono ne kaŭzos damaĝon de histo, tre taŭga por homa medicina diagnozo. Profunda bildiga kapablo: Kompare kun tradicia optika bildigo, fotoakustika bildigo povas penetri plurajn centimetrojn sub la haŭto, kiu taŭgas por profunda histo -bildigo.

Apliko:
1. Vaskula bildigo:-Fotoakustika bildigo povas detekti la malpezajn absorbajn proprietojn de hemoglobino en la sango, do ĝi povas precize montri la strukturon kaj oksigenan statuson de sangaj glasoj por monitorado de mikrokcirkulado kaj juĝado de malsanoj.
2. Detekto de tumoroj: - Angiogenezo en tumoraj histoj estas kutime ege abunda, kaj fotoakustika bildigo povas helpi fruan detekton de tumoroj per detekto de anormalecoj en vaskula strukturo.
3. Funkcia bildigo: - Fotoakustika bildigo povas taksi la oksigenan provizon de histoj per detekto de la koncentriĝo de oksigenado kaj deoxyhemoglobino en histoj, kio havas grandan signifon por la funkcia monitorado de malsanoj kiel kancero kaj kardiovaskula malsano.
4. Haŭta bildigo: - Ĉar fotoakustika bildigo estas tre sentema al malprofunda histo, ĝi taŭgas por frua detekto de haŭta kancero kaj analizo de haŭtaj anormalecoj.
5. Cerbo-bildigo: Fotoakustika bildigo povas akiri informojn pri cerba sango-fluo laŭ ne-invasiva maniero por la studo de cerbaj malsanoj kiel streko kaj epilepsio.

Defioj kaj disvolvaj direktoj de fotoakustika bildigo:
Lumo -FontoSelektado: Malpeza 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 disvolviĝo de bilda rekonstrua teknologio ankaŭ estas kerna. Multimodala bildigo: fotoakustika bildigo povas esti kombinita kun aliaj bildigaj kategorioj (kiel MRI, CT, ultrasona bildigo) por doni pli ampleksajn biomedikajn informojn.

Fotoakustika bildigo estas nova kaj multfunkcia biomedicina bildiga teknologio, kiu havas la karakterizaĵojn de alta kontrasto, alta rezolucio kaj ne-invada. Kun la disvolviĝo de teknologio, fotoakustika bildigo havas larĝajn aplikajn perspektivojn en medicina diagnozo, baza biologio -esplorado, drog -disvolviĝo kaj aliaj kampoj.