Принципи на фотоакустична слика

Принципи на фотоакустична слика

Фотокустичното снимање (PAI) е техника на медицинска слика која се комбинираОптикаи акустика за генерирање на ултразвучни сигнали користејќи ја интеракцијата насветлинасо ткиво за да се добијат слики од ткиво со висока резолуција. Широко се користи во биомедицински полиња, особено во откривање на тумор, васкуларна слика, сликање на кожата и други полиња.

Принцип:
1. Апсорпција на светлина и термичка експанзија: - Фотоакустичкото снимање го користи термичкиот ефект произведен од апсорпција на светлина. Пигментните молекули во ткивото (на пр. Хемоглобин, меланин) апсорбираат фотони (обично скоро инфрацрвена светлина), кои се претвораат во топлинска енергија, предизвикувајќи да се зголемуваат локалните температури.
2. Термичкото проширување предизвикува ултразвук: - Зголемувањето на температурата доведува до мала термичка експанзија на ткивото, што произведува бранови под притисок (т.е. ултразвук).
3. Ултразвучно откривање: - Генерираните ултразвучни бранови се шират во ткивото, а овие сигнали последователно се примени и евидентирани од ултразвучни сензори (како што се ултразвучни сонди).
4. Реконструкција на слика: Собраниот ултразвучен сигнал се пресметува и обработува за обнова на структурата и функцијата на сликата на ткивото, што може да обезбеди карактеристики на оптичка апсорпција на ткивото. Предности на фотоакустичното снимање: Висок контраст: Фотоакустичното снимање се потпира на карактеристиките на апсорпција на светлината на ткивата и различни ткива (како што се крв, маснотии, мускули, итн.) Имаат различни способности за апсорпција на светлина, така што може да обезбеди слики со висок контраст. Висока резолуција: Користејќи ја високата просторна резолуција на ултразвук, фотоакустичното снимање може да постигне милиметар или дури и точност на под-милиметарска слика. Неинвазивно: Фотокустичното снимање е неинвазивно, светлината и звукот нема да предизвикаат оштетување на ткивата, многу погодно за медицинска дијагноза на човекот. Способност за сликање на длабочина: Во споредба со традиционалното оптичко сликање, фотоакустичното снимање може да навлезе во неколку сантиметри под кожата, што е погодно за сликање на длабоко ткиво.

Апликација:
1. Васкуларно снимање:-Фотоакустичкото снимање може да ги открие својствата на лесна апсорбирана на хемоглобинот во крвта, така што може точно да ја прикаже структурата и статусот на оксигенацијата на крвните садови за следење на микроциркулацијата и судечките заболувања.
2. Откривање на тумор: - Ангиогенезата во ткивата на туморот е обично исклучително изобилство, а фотоакустичното снимање може да помогне во раното откривање на туморите со откривање на абнормалности во васкуларната структура.
3. Функционално снимање: - Фотоакустичното снимање може да го процени снабдувањето со кислород на ткивата со откривање на концентрацијата на оксигенацијата и деоксихемоглобинот во ткивата, што е од големо значење за функционалното следење на болести како што се карцином и кардиоваскуларни заболувања.
4. Сликање на кожата: - Бидејќи фотоакустичното снимање е многу чувствителни на површно ткиво, таа е погодна за рано откривање на карцином на кожата и анализа на абнормалности на кожата.
.

Предизвици и развојни насоки на фотоакустичко снимање:
Извор на светлинаИзбор: Светло навлегувањето на различни бранови должини е различно, како да се избере вистинската резолуција на рамнотежата на бранова должина и длабочината на пенетрацијата е предизвик. Обработка на сигнал: Стекнувањето и обработката на ултразвучни сигнали бараат голема брзина и точни алгоритми, а развојот на технологијата за реконструкција на слики е исто така клучен. Мултимодална слика: Фотокустичкото снимање може да се комбинира со други модалитети за слики (како МНР, КТ, ултразвучно снимање) за да се обезбедат посеопфатни биомедицински информации.

Фотокустичкото снимање е нова и мултифункционална технологија за биомедицински слики, која има карактеристики на висок контраст, висока резолуција и неинвазивни. Со развојот на технологијата, фотоакустичното снимање има широки изгледи за примена при медицинска дијагноза, основно истражување на биологијата, развој на лекови и други полиња.