Egwyddorion delweddu ffotoacwstig

Egwyddorion delweddu ffotoacwstig

Mae Delweddu Ffotoacwstig (PAI) yn dechneg delweddu meddygol sy'n cyfunooptegac acwsteg i gynhyrchu signalau uwchsonig gan ddefnyddio rhyngweithio rhwnggolaugyda meinwe i gael delweddau meinwe cydraniad uchel. Fe'i defnyddir yn helaeth mewn meysydd biofeddygol, yn enwedig mewn canfod tiwmorau, 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 (e.e., haemoglobin, melanin) yn amsugno ffotonau (fel arfer golau agos-is-goch), sy'n cael eu trosi'n ynni gwres, gan achosi i dymheredd lleol godi.
2. Mae ehangu thermol yn achosi uwchsain: – Mae cynnydd mewn tymheredd yn arwain at ehangu thermol bach iawn yn y meinwe, sy'n cynhyrchu tonnau pwysau (h.y. uwchsain).
3. Canfod uwchsonig: – Mae'r tonnau uwchsonig a gynhyrchir yn lledaenu o fewn y meinwe, ac mae'r signalau hyn yn cael eu derbyn a'u cofnodi wedyn gan synwyryddion uwchsonig (megis chwiliedyddion uwchsonig).
4. Ailadeiladu delweddau: mae'r signal uwchsonig a gesglir yn cael ei gyfrifo a'i brosesu i ailadeiladu 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 (megis gwaed, braster, cyhyrau, ac ati) wahanol alluoedd i amsugno golau, felly gall ddarparu delweddau cyferbyniad uchel. Datrysiad uchel: Gan ddefnyddio datrysiad gofodol uchel uwchsain, gall delweddu ffotoacwstig gyflawni cywirdeb delweddu milimetr neu hyd yn oed is-filimetr. Heb fod yn ymledol: Mae delweddu ffotoacwstig yn heb fod yn ymledol, ni fydd golau a sain yn achosi niwed i feinweoedd, 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 haemoglobin yn y gwaed, felly gall arddangos strwythur a statws ocsigeniad pibellau gwaed yn gywir ar gyfer monitro microgylchrediad a barnu clefydau.
2. Canfod tiwmorau: – Mae angiogenesis mewn meinweoedd tiwmor fel arfer yn hynod doreithiog, a gall delweddu ffotoacwstig helpu i ganfod tiwmorau'n gynnar trwy ganfod annormaleddau yn strwythur fasgwlaidd.
3. Delweddu swyddogaethol: – Gall delweddu ffotoacwstig asesu cyflenwad ocsigen meinweoedd trwy ganfod crynodiad ocsigeniad a deoxyhemoglobin mewn meinweoedd, sydd o arwyddocâd mawr ar gyfer monitro swyddogaethol clefydau fel 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 gwaed yr ymennydd mewn modd anfewnwthiol ar gyfer astudio clefydau'r ymennydd fel strôc ac epilepsi.

Heriau a chyfeiriadau datblygu delweddu ffotoacwstig:
Ffynhonnell golaudewis: Mae treiddiad golau gwahanol donfeddi yn wahanol, mae sut i ddewis y cydbwysedd tonfedd cywir, y datrysiad a'r dyfnder treiddiad yn her. Prosesu signalau: Mae caffael a phrosesu signalau uwchsonig yn gofyn am algorithmau cyflym a chywir, ac mae datblygu technoleg ail-greu delweddau hefyd yn hanfodol. Delweddu amlfoddol: Gellir cyfuno delweddu ffotoacwstig â dulliau delweddu eraill (megis MRI, CT, delweddu uwchsain) i ddarparu gwybodaeth fiofeddygol fwy cynhwysfawr.

Mae delweddu ffotoacwstig yn dechnoleg delweddu biofeddygol newydd ac amlswyddogaethol, sydd â nodweddion cyferbyniad uchel, datrysiad uchel a di-ymledol. Gyda datblygiad technoleg, mae gan ddelweddu ffotoacwstig ragolygon cymhwysiad eang mewn diagnosis meddygol, ymchwil bioleg sylfaenol, datblygu cyffuriau a meysydd eraill.