ຫຼັກການຂອງການຖ່າຍຮູບ photoacoustic

ຫຼັກການຂອງການຖ່າຍຮູບ photoacoustic

Photoacoustic Imaging (PAI) ແມ່ນເຕັກນິກການຖ່າຍຮູບທາງການແພດທີ່ປະສົມປະສານແວ່ນຕາແລະ acoustics ເພື່ອສ້າງສັນຍານ ultrasonic ການນໍາໃຊ້ການໂຕ້ຕອບຂອງແສງສະຫວ່າງດ້ວຍເນື້ອເຍື່ອເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮູບພາບເນື້ອເຍື່ອທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງ. ມັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຂົງເຂດຊີວະການແພດ, ໂດຍສະເພາະໃນການກວດສອບເນື້ອງອກ, ການຖ່າຍຮູບເສັ້ນເລືອດ, ການຖ່າຍຮູບຜິວຫນັງແລະຂົງເຂດອື່ນໆ.

ຫຼັກການ:
1. ການດູດຊຶມແສງ ແລະ ການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນ: – ການຖ່າຍຮູບ Photoacoustic ໃຊ້ຜົນກະທົບຄວາມຮ້ອນທີ່ຜະລິດໂດຍການດູດຊຶມແສງ. ໂມເລກຸນເມັດສີໃນເນື້ອເຍື່ອ (ຕົວຢ່າງ, hemoglobin, melanin) ດູດເອົາ photons (ປົກກະຕິແລ້ວຢູ່ໃກ້ກັບແສງ infrared), ເຊິ່ງປ່ຽນເປັນພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ, ເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມທ້ອງຖິ່ນເພີ່ມຂຶ້ນ.
2. ການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນເຮັດໃຫ້ ultrasound: – ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນເຮັດໃຫ້ການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນຂະຫນາດນ້ອຍຂອງເນື້ອເຍື່ອ, ເຊິ່ງຜະລິດຄື້ນຟອງຄວາມກົດດັນ (ເຊັ່ນ: ultrasound).
3. ການກວດຫາ ultrasonic: – ຄື້ນຟອງ ultrasonic ທີ່ຜະລິດ propagate ພາຍໃນເນື້ອເຍື່ອ, ແລະສັນຍານເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຮັບຕໍ່ມາແລະບັນທຶກໄວ້ໂດຍ sensors ultrasonic (ເຊັ່ນ: probes ultrasonic).
4. ການຟື້ນຟູຮູບພາບ: ສັນຍານ ultrasonic ທີ່ເກັບກໍາໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ແລະການປຸງແຕ່ງເພື່ອສ້າງໂຄງສ້າງແລະຮູບພາບການເຮັດວຽກຂອງເນື້ອເຍື່ອ, ເຊິ່ງສາມາດສະຫນອງຄຸນລັກສະນະການດູດຊຶມ optical ຂອງເນື້ອເຍື່ອ. ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງການຖ່າຍຮູບ photoacoustic: ຄວາມຄົມຊັດສູງ: ການຖ່າຍຮູບ Photoacoustic ອີງໃສ່ລັກສະນະການດູດຊຶມແສງສະຫວ່າງຂອງເນື້ອເຍື່ອ, ແລະເນື້ອເຍື່ອຕ່າງໆ (ເຊັ່ນ: ເລືອດ, ໄຂມັນ, ກ້າມເນື້ອ, ແລະອື່ນໆ) ມີຄວາມສາມາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນການດູດຊຶມແສງສະຫວ່າງ, ດັ່ງນັ້ນມັນຈຶ່ງສາມາດໃຫ້ຮູບພາບທີ່ມີຄວາມຄົມຊັດສູງ. ຄວາມ​ລະ​ອຽດ​ສູງ​: ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ຄວາມ​ລະ​ອຽດ​ທາງ​ກວ້າງ​ຂອງ​ພື້ນ​ທີ່​ສູງ​ຂອງ ultrasound​, ການ​ຖ່າຍ​ຮູບ photoacoustic ສາ​ມາດ​ບັນ​ລຸ​ໄດ້ millimeter ຫຼື​ແມ້​ກະ​ທັ້ງ​ຄວາມ​ຖືກ​ຕ້ອງ​ຂອງ​ການ​ຖ່າຍ​ຮູບ​ຍ່ອຍ millimeter​. ບໍ່ຮຸກຮານ: ການຖ່າຍພາບແບບ Photoacoustic ແມ່ນບໍ່ຮຸກຮານ, ແສງສະຫວ່າງ ແລະສຽງຈະບໍ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຂອງເນື້ອເຍື່ອ, ເໝາະສົມຫຼາຍສຳລັບການວິນິດໄສທາງການແພດຂອງມະນຸດ. ຄວາມສາມາດໃນການຖ່າຍຮູບຄວາມເລິກ: ເມື່ອປຽບທຽບກັບການຖ່າຍຮູບແບບ optical ແບບດັ້ງເດີມ, ການຖ່າຍພາບແບບ photoacoustic ສາມາດເຈາະໄດ້ຫຼາຍຊັງຕີແມັດພາຍໃຕ້ຜິວຫນັງ, ເຊິ່ງເຫມາະສົມສໍາລັບການຖ່າຍຮູບເນື້ອເຍື່ອເລິກ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ:
1. ການຖ່າຍພາບທາງເສັ້ນເລືອດ: - ການຖ່າຍຮູບດ້ວຍພາບຖ່າຍສາມາດກວດຫາຄຸນສົມບັດການດູດຊຶມແສງຂອງ hemoglobin ໃນເລືອດໄດ້, ສະນັ້ນ ມັນສາມາດສະແດງໂຄງສ້າງ ແລະ ສະຖານະອົກຊີເຈນຂອງເສັ້ນເລືອດໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ ເພື່ອຕິດຕາມການໄຫຼວຽນຂອງຈຸລິນຊີ ແລະ ການຕັດສິນຂອງພະຍາດຕ່າງໆ.
2. ການກວດຫາເນື້ອງອກ: – Angiogenesis ໃນເນື້ອເຍື່ອ tumor ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນອຸດົມສົມບູນທີ່ສຸດ, ແລະການຖ່າຍຮູບດ້ວຍ photoacoustic ສາມາດຊ່ວຍກວດຫາເນື້ອງອກໄດ້ໄວໂດຍການກວດສອບຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງໂຄງສ້າງ vascular.
3. ການຖ່າຍພາບທີ່ໃຊ້ໄດ້: – ການຖ່າຍຮູບດ້ວຍໂຟໂຕເອໂກສຕິກ ສາມາດປະເມີນການສະໜອງອົກຊີຂອງເນື້ອເຍື່ອໄດ້ໂດຍການກວດຫາຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອົກຊີເຈນ ແລະ deoxyhemoglobin ໃນເນື້ອເຍື່ອ, ເຊິ່ງມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ການຕິດຕາມພະຍາດຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ມະເຮັງ ແລະ ພະຍາດຫົວໃຈ.
4. ການຖ່າຍຮູບຜິວໜັງ: – ເນື່ອງຈາກການຖ່າຍພາບດ້ວຍໂຟໂຕອາໂຄສຕິກມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບເນື້ອເຍື່ອຜິວໜັງ, ມັນເໝາະສຳລັບການກວດພົບມະເຮັງຜິວໜັງ ແລະ ວິເຄາະຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງຜິວໜັງ.
5. ການຖ່າຍພາບໃນສະໝອງ: ການຖ່າຍຮູບດ້ວຍພາບຖ່າຍສາມາດໄດ້ຮັບຂໍ້ມູນການໄຫຼວຽນຂອງເລືອດໃນສະໝອງແບບບໍ່ຮຸກຮານ ເພື່ອສຶກສາພະຍາດສະໝອງເຊັ່ນ: ເສັ້ນເລືອດຕັນໃນ ແລະ ບ້າໝູ.

ສິ່ງທ້າທາຍແລະທິດທາງການພັດທະນາຂອງການຖ່າຍຮູບ photoacoustic:
ແຫຼ່ງແສງການ​ຄັດ​ເລືອກ​: ການ​ເຈາະ​ແສງ​ຂອງ​ຄວາມ​ຍາວ​ຄື້ນ​ທີ່​ແຕກ​ຕ່າງ​ກັນ​ແມ່ນ​ແຕກ​ຕ່າງ​ກັນ​, ວິ​ທີ​ການ​ທີ່​ຈະ​ເລືອກ​ເອົາ​ຄວາມ​ລະ​ອຽດ​ຄວາມ​ສົມ​ດູນ​ຄວາມ​ຍາວ​ຄື້ນ​ທີ່​ເຫມາະ​ສົມ​ແລະ​ຄວາມ​ເລິກ penetration ເປັນ​ສິ່ງ​ທ້າ​ທາຍ​. ການປຸງແຕ່ງສັນຍານ: ການຊື້ແລະການປຸງແຕ່ງສັນຍານ ultrasonic ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີລະບົບຄວາມໄວສູງແລະຖືກຕ້ອງ, ແລະການພັດທະນາຂອງເຕັກໂນໂລຊີການກໍ່ສ້າງຮູບພາບຍັງມີຄວາມສໍາຄັນ. ການຖ່າຍພາບແບບ Multimodal: ການຖ່າຍພາບແບບ Photoacoustic ສາມາດຖືກລວມເຂົ້າກັບຮູບແບບການຖ່າຍພາບອື່ນໆ (ເຊັ່ນ: MRI, CT, ultrasound imaging) ເພື່ອໃຫ້ຂໍ້ມູນດ້ານຊີວະວິທະຍາທີ່ຄົບຖ້ວນກວ່າ.

Photoacoustic imaging ເປັນເຕັກໂນໂລຍີການຖ່າຍພາບຊີວະພາບໃຫມ່ແລະຫຼາຍຫນ້າທີ່ເຮັດວຽກ, ເຊິ່ງມີລັກສະນະຂອງຄວາມຄົມຊັດສູງ, ຄວາມລະອຽດສູງແລະບໍ່ຮຸກຮານ. ດ້ວຍການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີ, ການຖ່າຍຮູບ photoacoustic ມີຄວາມສົດໃສດ້ານການນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການວິນິດໄສທາງການແພດ, ການຄົ້ນຄວ້າຊີວະສາດພື້ນຖານ, ການພັດທະນາຢາແລະຂົງເຂດອື່ນໆ.