Prinsip pencitraan photoacoustic

Prinsip pencitraan photoacoustic

Photoacoustic Imaging (PAI) mangrupikeun téknik pencitraan médis anu ngagabungkeunélmu optikjeung akustik pikeun ngahasilkeun sinyal ultrasonic ngagunakeun interaksi tinacahayaankalawan jaringan pikeun ménta gambar jaringan resolusi luhur. Hal ieu loba dipaké dina widang biomedis, utamana dina deteksi tumor, Imaging vascular, Imaging kulit jeung widang lianna.

Prinsipna:
1. Nyerep cahaya sareng ékspansi termal: - Pencitraan Photoacoustic nganggo éfék termal anu dihasilkeun ku nyerep cahaya. Molekul pigmén dina jaringan (contona, hémoglobin, mélanin) nyerep foton (biasana cahaya infra red deukeut), nu dirobah jadi énergi panas, ngabalukarkeun suhu lokal naek.
2. Ekspansi termal ngabalukarkeun ultrasound: – Naékna suhu ngabalukarkeun ékspansi termal leutik jaringan, nu ngahasilkeun gelombang tekanan (ie ultrasound).
3. Deteksi ultrasonik: – Gelombang ultrasonik anu dihasilkeun ngarambat dina jaringan, sareng sinyal-sinyal ieu salajengna ditampi sareng dirékam ku sénsor ultrasonik (sapertos panyilidikan ultrasonik).
4. Rekonstruksi gambar: sinyal ultrasonic dikumpulkeun diitung sarta diolah pikeun ngawangun deui struktur jeung fungsi gambar jaringan, nu bisa nyadiakeun ciri nyerep optik tina jaringan. Kaunggulan tina pencitraan fotoakustik: Kontras anu luhur: Pencitraan fotoakustik ngandelkeun karakteristik nyerep cahaya tina jaringan, sareng jaringan anu béda (sapertos getih, lemak, otot, sareng sajabana) gaduh kamampuan anu béda pikeun nyerep cahaya, ku kituna tiasa nyayogikeun gambar anu kontras tinggi. Résolusi luhur: Ngagunakeun résolusi spatial luhur ultrasound, pencitraan photoacoustic bisa ngahontal akurasi Imaging milimeter atawa malah sub-milimeter. Non-invasif: Photoacoustic Imaging nyaeta non-invasif, lampu jeung sora moal ngabalukarkeun karuksakan jaringan, cocog pisan pikeun diagnosis médis manusa. Kamampuhan pencitraan jero: Dibandingkeun sareng pencitraan optik tradisional, pencitraan fotoakustik tiasa nembus sababaraha sénti handapeun kulit, anu cocog pikeun pencitraan jaringan jero.

Aplikasi:
1. Vascular Imaging: - Photoacoustic Imaging bisa ngadeteksi lampu-nyerep sipat hémoglobin dina getih, ku kituna bisa akurat nembongkeun struktur jeung status oxygenation pembuluh darah pikeun ngawas microcirculation sarta ditilik kasakit.
2. Deteksi tumor: - Angiogenesis dina jaringan tumor biasana loba pisan, sarta pencitraan photoacoustic bisa mantuan deteksi awal tumor ku detecting Abnormalitas dina struktur vaskular.
3. Pencitraan Fungsional: - Pencitraan Photoacoustic tiasa ngira-ngira suplai oksigén jaringan ku cara ngadeteksi konsentrasi oksigénasi sareng déoksihémoglobin dina jaringan, anu penting pisan pikeun ngawaskeun fungsi panyakit sapertos kanker sareng panyakit kardiovaskular.
4. Pencitraan kulit: - Kusabab pencitraan fotoakustik peka pisan kana jaringan deet, cocog pikeun deteksi awal kanker kulit sareng analisa abnormalitas kulit.
5. Pencitraan otak: Pencitraan fotoakustik tiasa kéngingkeun inpormasi aliran getih cerebral dina cara anu henteu invasif pikeun ngulik panyakit otak sapertos stroke sareng epilepsi.

Tantangan sareng arah pangembangan pencitraan fotoakustik:
Sumber cahayapilihan: Penetrasi lampu tina panjang gelombang béda mah béda, kumaha carana milih resolusi kasaimbangan panjang gelombang katuhu jeung jero penetrasi mangrupakeun tantangan. Pamrosésan sinyal: Akuisisi sareng ngolah sinyal ultrasonik ngabutuhkeun algoritma anu gancang sareng akurat, sareng pamekaran téknologi rekonstruksi gambar ogé penting. Multimodal Imaging: Photoacoustic Imaging bisa digabungkeun jeung modalitas Imaging séjén (kayaning MRI, CT, ultrasound Imaging) nyadiakeun informasi biomedis leuwih komprehensif.

Pencitraan Photoacoustic nyaéta téknologi pencitraan biomédis anyar sareng multi-fungsi, anu ngagaduhan ciri kontras anu luhur, résolusi anu luhur sareng non-invasif. Kalayan pamekaran téknologi, pencitraan fotoakustik ngagaduhan prospek aplikasi anu lega dina diagnosis médis, panalungtikan biologi dasar, pamekaran ubar sareng widang anu sanés.