Egwyddorion delweddu ffotoacwstig

Egwyddorion delweddu ffotoacwstig

Mae Delweddu Ffotoacwstig (PAI) yn dechneg delweddu feddygol sy'n cyfunooptegac acwsteg i gynhyrchu signalau ultrasonic gan ddefnyddio rhyngweithiogolaugyda meinwe i gael delweddau meinwe cydraniad uchel. Fe'i defnyddir yn eang mewn meysydd biofeddygol, yn enwedig mewn canfod tiwmor, delweddu fasgwlaidd, delweddu croen a meysydd eraill.

Egwyddor:
1. Amsugno golau ac ehangu thermol: - Mae delweddu ffotoacwstig yn defnyddio'r effaith thermol a gynhyrchir gan amsugno golau. Mae'r moleciwlau pigment yn y meinwe (ee, haemoglobin, melanin) yn amsugno ffotonau (golau ger-is-goch fel arfer), sy'n cael eu trosi'n ynni gwres, gan achosi tymheredd lleol i godi.
2. Mae ehangiad thermol yn achosi uwchsain: – Mae cynnydd tymheredd yn arwain at ehangiad thermol bychan iawn yn y meinwe, sy'n cynhyrchu tonnau pwysau (hy uwchsain).
3. Canfod uwchsonig: – Mae'r tonnau ultrasonic a gynhyrchir yn ymledu o fewn y meinwe, ac mae'r signalau hyn yn cael eu derbyn a'u cofnodi wedyn gan synwyryddion ultrasonic (fel chwilwyr ultrasonic).
4. Ail-greu delwedd: mae'r signal ultrasonic a gasglwyd yn cael ei gyfrifo a'i brosesu i ailadeiladu delwedd strwythur a swyddogaeth y meinwe, a all ddarparu nodweddion amsugno optegol y meinwe. Manteision delweddu ffotoacwstig: Cyferbyniad uchel: Mae delweddu ffotoacwstig yn dibynnu ar nodweddion amsugno golau meinweoedd, ac mae gan wahanol feinweoedd (fel gwaed, braster, cyhyrau, ac ati) alluoedd gwahanol i amsugno golau, felly gall ddarparu delweddau cyferbyniad uchel. Cydraniad uchel: Gan ddefnyddio cydraniad gofodol uchel uwchsain, gall delweddu ffotoacwstig gyflawni cywirdeb delweddu milimedr neu hyd yn oed is-filimedr. Anfewnwthiol: Nid yw delweddu ffotoacwstig yn ymledol, ni fydd golau a sain yn achosi niwed i feinwe, sy'n addas iawn ar gyfer diagnosis meddygol dynol. Gallu delweddu dyfnder: O'i gymharu â delweddu optegol traddodiadol, gall delweddu ffotoacwstig dreiddio sawl centimetr o dan y croen, sy'n addas ar gyfer delweddu meinwe dwfn.

Cais:
1. Delweddu fasgwlaidd: - Gall delweddu ffotoacwstig ganfod priodweddau amsugno golau hemoglobin yn y gwaed, fel y gall arddangos strwythur a statws ocsigeniad pibellau gwaed yn gywir ar gyfer monitro microcirculation a barnu afiechydon.
2. Canfod tiwmor: – Mae angiogenesis mewn meinweoedd tiwmor fel arfer yn helaeth iawn, a gall delweddu ffotoacwstig helpu i ganfod tiwmorau'n gynnar trwy ganfod annormaleddau yn adeiledd fasgwlaidd.
3. Delweddu swyddogaethol: - Gall delweddu ffotoacwstig asesu cyflenwad ocsigen meinweoedd trwy ganfod crynodiad ocsigeniad a deoxyhemoglobin mewn meinweoedd, sy'n arwyddocaol iawn ar gyfer monitro swyddogaethol clefydau megis canser a chlefyd cardiofasgwlaidd.
4. Delweddu croen: - Gan fod delweddu ffotoacwstig yn sensitif iawn i feinwe arwynebol, mae'n addas ar gyfer canfod canser y croen yn gynnar a dadansoddi annormaleddau croen.
5. Delweddu'r ymennydd: Gall delweddu ffotoacwstig gael gwybodaeth am lif y gwaed cerebral mewn modd anfewnwthiol ar gyfer astudio clefydau'r ymennydd fel strôc ac epilepsi.

Heriau a chyfarwyddiadau datblygu delweddu ffotoacwstig:
Ffynhonnell golaudewis: Mae treiddiad golau gwahanol donfeddi yn wahanol, mae sut i ddewis y datrysiad cydbwysedd tonfedd cywir a dyfnder treiddiad yn her. Prosesu signalau: Mae angen algorithmau cyflym a chywir ar gyfer caffael a phrosesu signalau ultrasonic, ac mae datblygu technoleg ail-greu delweddau hefyd yn hanfodol. Delweddu amlfodd: Gellir cyfuno delweddu ffotoacwstig â dulliau delweddu eraill (fel MRI, CT, delweddu uwchsain) i ddarparu gwybodaeth fiofeddygol fwy cynhwysfawr.

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