Prinsipes fan photoacoustic imaging

Prinsipes fan photoacoustic imaging

Photoacoustic Imaging (PAI) is in medyske ôfbyldingstechnyk dy't kombinearretoptyken akoestyk te generearjen ultrasone sinjalen mei help fan de ynteraksje fanljochtmei weefsel om weefselôfbyldings mei hege resolúsje te krijen. It wurdt in protte brûkt yn biomedyske fjilden, benammen yn tumordeteksje, vaskulêre imaging, hûdôfbylding en oare fjilden.

Prinsipe:
1. Ljocht absorption en termyske útwreiding: - Photoacoustic imaging brûkt de termyske effekt produsearre troch ljocht absorption. De pigmentmolekulen yn it weefsel (bgl. hemoglobine, melanine) absorbearje fotonen (meastal tichtby ynfraread ljocht), dy't omset wurde yn waarmte-enerzjy, wêrtroch't de lokale temperatueren omheech geane.
2. Termyske útwreiding feroarsake echografie: - Temperatuerferheging liedt ta in lytse termyske útwreiding fan it weefsel, dy't drukwellen produsearret (dus echografie).
3. Ultrasone deteksje: - De generearre ultrasone weagen propagearje binnen it weefsel, en dizze sinjalen wurde dêrnei ûntfongen en opnommen troch ultrasone sensoren (lykas ultrasone probes).
4. Ofbyldingsrekonstruksje: it sammele ultrasone sinjaal wurdt berekkene en ferwurke om de struktuer en funksjeôfbylding fan 'e weefsel opnij op te bouwen, dy't de optyske absorpsjonskarakteristiken fan it weefsel leverje kinne. Foardielen fan photoacoustic imaging: Hege kontrast: Photoacoustic imaging fertrout op de ljocht absorption skaaimerken fan weefsels, en ferskillende weefsels (lykas bloed, fet, spieren, ensfh) hawwe ferskillende kapasiteiten te absorbearjen ljocht, sadat it kin soargje hege-kontrast bylden. Hege resolúsje: Mei help fan de hege romtlike resolúsje fan echografie, fotoacoustic imaging kin berikke millimeter of sels sub-millimeter imaging krektens. Non-invasive: Photoacoustic imaging is net-invasive, ljocht en lûd sil gjin weefsel skea feroarsaakje, hiel geskikt foar minsklike medyske diagnoaze. Mooglikheid foar djipte-ôfbylding: Yn ferliking mei tradisjonele optyske ôfbylding kin fotoakoestyske ôfbylding ferskate sintimeter ûnder de hûd penetrearje, wat geskikt is foar ôfbyldings fan djippe weefsel.

Oanfraach:
1. Vascular imaging: - Photoacoustic imaging kin detect de ljocht-absorbearjende eigenskippen fan hemoglobine yn it bloed, sadat it kin sekuer werjaan de struktuer en oxygenation status fan bloedfetten foar tafersjoch op mikrosirkulaasje en oardieljen sykten.
2. Tumor detection: - Angiogenesis yn tumor weefsels is meastal ekstreem oerfloedich, en photoacoustic imaging kin helpe iere opspoaren fan tumors troch detecting abnormalities yn vascular struktuer.
3. Funksjonele imaging: - Photoacoustic imaging kin beoardielje de soerstof oanbod fan weefsels troch detecting fan de konsintraasje fan oxygenation en deoxyhemoglobine yn weefsels, dat is fan grutte betsjutting foar de funksjonele monitoring fan sykten lykas kanker en cardiovascular sykte.
4. Skin imaging: - Om't photoacoustic imaging is tige gefoelich foar oerflakkich weefsel, it is geskikt foar iere opspoaren fan hûd kanker en analyze fan hûd abnormaliteiten.
5. Brain imaging: Photoacoustic imaging kin krije cerebral bloed flow ynformaasje op in net-invasive wize foar de stúdzje fan harsens sykten lykas beroerte en epilepsy.

Útdagings en ûntwikkelingsrjochtingen fan fotoakoestyske ôfbylding:
Ljocht boarneseleksje: Light penetraasje fan ferskillende golflingten is oars, hoe te kiezen it rjocht golflingte lykwicht resolúsje en penetraasje djipte is in útdaging. Sinjaalferwurking: De akwisysje en ferwurking fan ultrasone sinjalen fereaskje hege snelheid en krekte algoritmen, en de ûntwikkeling fan ôfbyldingsrekonstruksjetechnology is ek krúsjaal. Multimodale imaging: Photoacoustic imaging kin wurde kombinearre mei oare imaging modaliteiten (lykas MRI, CT, echografie imaging) te foarsjen mear wiidweidige biomedyske ynformaasje.

Photoacoustic imaging is in nije en multyfunksjonele biomedyske imaging technology, dy't hat de skaaimerken fan hege kontrast, hege resolúsje en net-invasive. Mei de ûntwikkeling fan technology hat photoacoustic imaging brede tapassingsperspektyf yn medyske diagnoaze, basisbiologysk ûndersyk, medisynûntwikkeling en oare fjilden.