اصول تصویربرداری فوتاکوستیک

اصول تصویربرداری فوتاکوستیک

تصویربرداری فوتاکوستیک (PAI) یک روش تصویربرداری پزشکی است که با هم ترکیب می شودنوریو آکوستیک برای تولید سیگنال های اولتراسونیک با استفاده از تعاملسبکبا بافت برای به دست آوردن تصاویر بافت با وضوح بالا. این ماده به طور گسترده در زمینه های زیست پزشکی ، به ویژه در تشخیص تومور ، تصویربرداری عروقی ، تصویربرداری از پوست و سایر زمینه ها استفاده می شود.

اصل:
1. جذب نور و انبساط حرارتی: - تصویربرداری فوتاکوستیک از اثر حرارتی تولید شده توسط جذب نور استفاده می کند. مولکول های رنگدانه موجود در بافت (به عنوان مثال ، هموگلوبین ، ملانین) فوتون ها (معمولاً نور نزدیک مادون قرمز) را جذب می کنند که به انرژی گرما تبدیل می شوند و باعث افزایش دمای موضعی می شوند.
2. انبساط حرارتی باعث سونوگرافی می شود: - افزایش دما منجر به گسترش حرارتی ریز بافت می شود ، که باعث ایجاد امواج فشار می شود (یعنی سونوگرافی).
3. تشخیص اولتراسونیک: - امواج اولتراسونیک تولید شده در بافت پخش می شوند ، و این سیگنال ها متعاقباً توسط سنسورهای اولتراسونیک (مانند پروب های اولتراسونیک) دریافت و ضبط می شوند.
4. بازسازی تصویر: سیگنال اولتراسونیک جمع آوری شده برای بازسازی ساختار و تصویر عملکرد بافت محاسبه و پردازش می شود ، که می تواند ویژگی های جذب نوری بافت را فراهم کند. مزایای تصویربرداری فوتواکوزیک: کنتراست بالا: تصویربرداری فوتواکوستیک به خصوصیات جذب نور بافت ها متکی است و بافت های مختلف (مانند خون ، چربی ، عضله و غیره) توانایی های متفاوتی برای جذب نور دارند ، بنابراین می تواند تصاویر با کنتراست بالا را فراهم کند. با وضوح بالا: با استفاده از وضوح مکانی بالا سونوگرافی ، تصویربرداری فوتواکوستیک می تواند به دقت تصویربرداری میلی متر یا حتی زیر میلی متر برسد. غیر تهاجمی: تصویربرداری فوتواکوزیک غیر تهاجمی است ، نور و صدا باعث آسیب بافتی نمی شود ، برای تشخیص پزشکی انسان بسیار مناسب است. قابلیت تصویربرداری عمق: در مقایسه با تصویربرداری نوری سنتی ، تصویربرداری فوتوکوستیک می تواند به چند سانتی متر در زیر پوست نفوذ کند ، که برای تصویربرداری از بافت عمیق مناسب است.

برنامه:
1. تصویربرداری عروقی:-تصویربرداری فوتواکوزیک می تواند خواص جذب کننده نور هموگلوبین را در خون تشخیص دهد ، بنابراین می تواند ساختار و وضعیت اکسیژن رگهای خونی را برای نظارت بر ریزگردها و داوری بیماری ها نشان دهد.
2. تشخیص تومور: - آنژیوژنز در بافتهای تومور معمولاً بسیار فراوان است و تصویربرداری فوتواکوزیک می تواند با تشخیص ناهنجاری ها در ساختار عروقی به تشخیص زودرس تومورها کمک کند.
3. تصویربرداری عملکردی: - تصویربرداری فوتواکوستیک می تواند با تشخیص غلظت اکسیژن رسانی و دئوکسی هیموگلوبین در بافت ها ، اکسیژن بافت را ارزیابی کند ، که از اهمیت زیادی برای نظارت عملکردی بیماری هایی مانند سرطان و بیماری های قلبی عروقی برخوردار است.
4. تصویربرداری از پوست: - از آنجا که تصویربرداری فوتواکوستیک نسبت به بافت سطحی بسیار حساس است ، برای تشخیص زودرس سرطان پوست و تجزیه و تحلیل ناهنجاری های پوستی مناسب است.
5. تصویربرداری از مغز: تصویربرداری فوتوکوستیک می تواند اطلاعات جریان خون مغزی را به صورت غیر تهاجمی برای مطالعه بیماری های مغزی مانند سکته مغزی و صرع بدست آورد.

چالش ها و جهت های توسعه تصویربرداری عکس:
منبع نورانتخاب: نفوذ نور از طول موج های مختلف متفاوت است ، نحوه انتخاب وضوح تعادل طول موج سمت راست و عمق نفوذ یک چالش است. پردازش سیگنال: دستیابی و پردازش سیگنال های اولتراسونیک به الگوریتم های پر سرعت و دقیق نیاز دارد و توسعه فناوری بازسازی تصویر نیز بسیار مهم است. تصویربرداری چند حالته: تصویربرداری فوتواکوزیک را می توان با سایر روشهای تصویربرداری (مانند MRI ، CT ، تصویربرداری سونوگرافی) ترکیب کرد تا اطلاعات جامع تر زیست پزشکی ارائه شود.

تصویربرداری فوتوکوستیک یک فناوری تصویربرداری زیست پزشکی جدید و چند منظوره است که دارای ویژگی های کنتراست بالا ، وضوح بالا و غیر تهاجمی است. با توسعه فناوری ، تصویربرداری فوتوکوستیک چشم انداز کاربرد گسترده ای در تشخیص پزشکی ، تحقیقات اساسی زیست شناسی ، توسعه دارو و سایر زمینه ها دارد.