Egwyddorion delweddu ffotocwstig

Egwyddorion delweddu ffotocwstig

Mae delweddu ffotocwstig (PAI) yn dechneg delweddu meddygol sy'n cyfunooptegac acwsteg i gynhyrchu signalau ultrasonic gan ddefnyddio rhyngweithiohenynnigyda meinwe i gael delweddau meinwe cydraniad uchel. Fe'i defnyddir yn helaeth mewn caeau biofeddygol, yn enwedig wrth ganfod tiwmor, delweddu fasgwlaidd, delweddu croen a meysydd eraill.

Egwyddor:
1. Amsugno golau ac ehangu thermol: - Mae delweddu ffotocwstig yn defnyddio'r effaith thermol a gynhyrchir trwy amsugno golau. Mae'r moleciwlau pigment yn y feinwe (ee haemoglobin, melanin) yn amsugno ffotonau (golau bron-is-goch fel arfer), sy'n cael eu troi'n egni gwres, gan achosi i'r tymereddau lleol godi.
2. Mae ehangu thermol yn achosi uwchsain: - Mae codiad tymheredd yn arwain at ehangu'r meinwe yn thermol bach, sy'n cynhyrchu tonnau pwysau (hy uwchsain).
3. Canfod Ultrasonic: - Mae'r tonnau ultrasonic a gynhyrchir yn lluosogi o fewn y meinwe, ac mae'r signalau hyn yn cael eu derbyn a'u cofnodi wedi hynny gan synwyryddion ultrasonic (megis stilwyr ultrasonic).
4. Ailadeiladu Delwedd: Mae'r signal ultrasonic a gasglwyd yn cael ei gyfrif a'i brosesu i ailadeiladu strwythur a delwedd swyddogaeth y meinwe, a all ddarparu nodweddion amsugno optegol y meinwe. Mae manteision delweddu ffotocwstig: cyferbyniad uchel: delweddu ffotocwstig yn dibynnu ar nodweddion amsugno golau meinweoedd, a bod gan wahanol feinweoedd (megis gwaed, braster, cyhyrau, ac ati) wahanol alluoedd i amsugno golau, fel y gall ddarparu delweddau cyferbyniad uchel. Datrysiad Uchel: Gan ddefnyddio datrysiad gofodol uchel uwchsain, gall delweddu ffotocwstig gyflawni cywirdeb delweddu milimedr neu hyd yn oed is-filimetr. An-ymledol: Mae delweddu ffotocwstig yn anfewnwthiol, ni fydd ysgafn a sain yn achosi niwed i feinwe, yn addas iawn ar gyfer diagnosis meddygol dynol. Gallu delweddu dyfnder: O'i gymharu â delweddu optegol traddodiadol, gall delweddu ffotocwstig dreiddio sawl centimetr o dan y croen, sy'n addas ar gyfer delweddu meinwe dwfn.

Cais:
1. Delweddu fasgwlaidd:-Gall delweddu ffotocwstig ganfod priodweddau sy'n amsugno golau haemoglobin yn y gwaed, fel y gall arddangos yn gywir strwythur a statws ocsigeniad pibellau gwaed ar gyfer monitro microcirciwleiddio a beirniadu afiechydon.
2. Canfod tiwmor: - Mae angiogenesis mewn meinweoedd tiwmor fel arfer yn hynod doreithiog, a gall delweddu ffotocwstig helpu i ganfod tiwmorau yn gynnar trwy ganfod annormaleddau mewn strwythur fasgwlaidd.
3. Delweddu swyddogaethol: - Gall delweddu ffotocwstig asesu cyflenwad ocsigen meinweoedd trwy ganfod crynodiad ocsigeniad a deoxyhemoglobin mewn meinweoedd, sydd o arwyddocâd mawr ar gyfer monitro swyddogaethol afiechydon fel canser a chlefyd cardiofasgwlaidd.
4. Delweddu croen: - Oherwydd bod delweddu ffotocwstig yn sensitif iawn i feinwe arwynebol, mae'n addas ar gyfer canfod canser y croen yn gynnar a dadansoddiad o annormaleddau croen.
5. Delweddu ymennydd: Gall delweddu ffotocwstig gael gwybodaeth llif gwaed yr ymennydd mewn modd anfewnwthiol ar gyfer astudio afiechydon yr ymennydd fel strôc ac epilepsi.

Heriau a chyfarwyddiadau datblygu delweddu ffotocwstig:
Ffynhonnell golauDewis: Mae treiddiad ysgafn gwahanol donfeddi yn wahanol, mae sut i ddewis y datrysiad cydbwysedd tonfedd cywir a dyfnder treiddiad yn her. Prosesu Arwyddion: Mae angen algorithmau cyflym a chywir ar gyfer caffael a phrosesu signalau ultrasonic, ac mae datblygu technoleg ailadeiladu delwedd hefyd yn hanfodol. Delweddu amlfodd: Gellir cyfuno delweddu ffotocwstig â dulliau delweddu eraill (megis MRI, CT, delweddu uwchsain) i ddarparu gwybodaeth fiofeddygol fwy cynhwysfawr.

Mae delweddu ffotocwstig yn dechnoleg delweddu biofeddygol newydd ac aml-swyddogaethol, sydd â nodweddion cyferbyniad uchel, cydraniad uchel ac anfewnwthiol. Gyda datblygiad technoleg, mae gan ddelweddu ffotocwstig ragolygon cymwysiadau eang mewn diagnosis meddygol, ymchwil bioleg sylfaenol, datblygu cyffuriau a meysydd eraill.