Mga prinsipyo sa photoacoustic imaging

Mga prinsipyo sa photoacoustic imaging

Ang Photoacoustic Imaging (PAI) usa ka teknik sa medikal nga imaging nga naghiusaoptikaug acoustics aron makamugna og mga ultrasonic signal gamit ang interaksyon sakahayaguban sa tisyu aron makakuha og taas nga resolusyon nga mga hulagway sa tisyu. Kini kaylap nga gigamit sa biomedical natad, ilabi na sa tumor detection, vascular imaging, panit imaging ug uban pang mga kaumahan.

Prinsipyo:
1. Pagsuyop sa kahayag ug pagpalapad sa kainit: – Ang photoacoustic imaging naggamit sa thermal effect nga gihimo sa light absorption. Ang mga molekula sa pigment sa tisyu (pananglitan, hemoglobin, melanin) mosuhop sa mga photon (kasagaran duol sa infrared nga kahayag), nga makabig ngadto sa enerhiya sa kainit, hinungdan sa pagtaas sa lokal nga temperatura.
2. Thermal expansion hinungdan sa ultrasound: – Ang pagsaka sa temperatura mosangpot sa gamay nga thermal expansion sa tissue, nga nagpatunghag pressure waves (ie ultrasound).
3. Ultrasonic detection: – Ang namugna nga ultrasonic waves mokaylap sulod sa tissue, ug kini nga mga signal madawat ug marekord sa ultrasonic sensors (sama sa ultrasonic probes).
4. Pagtukod pag-usab sa imahe: ang nakolekta nga ultrasonic signal gikalkulo ug giproseso aron matukod pag-usab ang istruktura ug function nga imahe sa tisyu, nga makahatag sa optical absorption nga mga kinaiya sa tisyu. Mga kaayohan sa photoacoustic imaging: Taas nga kalainan: Ang photoacoustic imaging nagsalig sa kahayag nga pagsuyup nga mga kinaiya sa mga tisyu, ug lain-laing mga tisyu (sama sa dugo, tambok, kaunuran, ug uban pa) adunay lain-laing mga abilidad sa pagsuhop sa kahayag, mao nga kini makahatag og taas nga contrast nga mga hulagway. Taas nga resolusyon: Gamit ang taas nga spatial nga resolusyon sa ultrasound, ang photoacoustic imaging mahimong makab-ot ang milimetro o bisan ang sub-millimeter nga katukma sa imaging. Non-invasive: Ang photoacoustic imaging dili invasive, kahayag ug tingog dili makapahinabog kadaot sa tisyu, haom kaayo alang sa medikal nga pagdayagnos sa tawo. Lalim nga katakus sa imaging: Kung itandi sa tradisyonal nga optical imaging, ang photoacoustic imaging mahimong motuhop sa pipila ka sentimetro sa ilawom sa panit, nga angay alang sa lawom nga imaging sa tisyu.

Aplikasyon:
1. Vascular imaging: – Ang photoacoustic imaging maka-detect sa light-absorbing properties sa hemoglobin sa dugo, aron kini tukma nga makapakita sa structure ug oxygenation status sa blood vessels alang sa pagmonitor sa microcirculation ug paghukom sa mga sakit.
2. Tumor detection: – Angiogenesis sa tumor tissues kasagaran hilabihan ka daghan, ug ang photoacoustic imaging makatabang sa sayo nga pag-ila sa mga tumor pinaagi sa pag-ila sa mga abnormalidad sa vascular structure.
3. Functional imaging: – Ang Photoacoustic imaging makasusi sa suplay sa oksiheno sa mga tisyu pinaagi sa pag-ila sa konsentrasyon sa oxygenation ug deoxyhemoglobin sa mga tisyu, nga adunay dakong importansya alang sa functional monitoring sa mga sakit sama sa cancer ug cardiovascular disease.
4. Skin imaging: – Tungod kay ang photoacoustic imaging sensitibo kaayo sa taphaw nga tisyu, kini angayan alang sa sayo nga pag-ila sa kanser sa panit ug pagtuki sa mga abnormalidad sa panit.
5. Brain imaging: Photoacoustic imaging makakuha og cerebral blood flow information sa non-invasive nga paagi para sa pagtuon sa mga sakit sa utok sama sa stroke ug epilepsy.

Mga hagit ug direksyon sa pagpalambo sa photoacoustic imaging:
Kahayag nga tinubdanpagpili: Kahayag penetration sa lain-laing mga wavelengths mao ang lain-laing, sa unsa nga paagi sa pagpili sa husto nga wavelength balanse resolusyon ug penetration giladmon mao ang usa ka hagit. Pagproseso sa signal: Ang pagkuha ug pagproseso sa mga signal sa ultrasonic nanginahanglan taas nga tulin ug tukma nga mga algorithm, ug ang pag-uswag sa teknolohiya sa pagtukod pag-usab sa imahe hinungdanon usab. Multimodal imaging: Ang photoacoustic imaging mahimong ikombinar sa ubang mga imaging modalities (sama sa MRI, CT, ultrasound imaging) aron makahatag og mas komprehensibo nga biomedical nga impormasyon.

Ang Photoacoustic imaging usa ka bag-o ug multi-functional nga biomedical imaging nga teknolohiya, nga adunay mga kinaiya sa taas nga kalainan, taas nga resolusyon ug dili invasive. Sa pag-uswag sa teknolohiya, ang photoacoustic imaging adunay halapad nga mga prospect sa aplikasyon sa medikal nga pagdayagnos, batakang panukiduki sa biology, pag-uswag sa tambal ug uban pang natad.