Фотоакустикалык сүрөт тартуу принциптери

Фотоакустикалык сүрөт тартуу принциптери

Фотоакустикалык сүрөткө тартуу (PAI) – бул медициналык сүрөткө тартуу ыкмасын айкалыштыратоптикажана өз ара аракеттенүүсүн колдонуп, ультраүн сигналдарын түзүү үчүн акустикажарыкжогорку чечилиштеги ткандардын сүрөттөрүн алуу үчүн ткандарды колдонуу. Ал биомедициналык тармактарда, айрыкча шишиктерди аныктоодо, кан тамырларды сүрөткө тартууда, теринин сүрөтүн тартууда жана башка тармактарда кеңири колдонулат.

Принцип:
1. Жарыктын сиңирилиши жана жылуулуктун кеңейиши: – Фотоакустикалык сүрөткө тартуу жарыктын сиңирилишинен пайда болгон жылуулук эффектин колдонот. Ткандардагы пигмент молекулалары (мисалы, гемоглобин, меланин) фотондорду (адатта жакын инфракызыл жарыкты) сиңирип алат, алар жылуулук энергиясына айланып, жергиликтүү температуранын жогорулашына алып келет.
2. Жылуулуктун кеңейиши ультраүндү пайда кылат: – Температуранын көтөрүлүшү ткандардын кичинекей жылуулук кеңейишине алып келет, бул басым толкундарын (б.а. ультраүндү) пайда кылат.
3. УЗИ аныктоо: – Пайда болгон УЗИ толкундары ткандардын ичинде тарайт жана бул сигналдар кийинчерээк УЗИ сенсорлору (мисалы, УЗИ зонддору) тарабынан кабыл алынат жана жазылат.
4. Сүрөттү реконструкциялоо: чогултулган УЗИ сигналы ткандын түзүлүшүн жана функциясын калыбына келтирүү үчүн эсептелет жана иштетилет, бул ткандын оптикалык сиңирүү мүнөздөмөлөрүн камсыздай алат. Фотоакустикалык сүрөттүн артыкчылыктары: Жогорку контраст: Фотоакустикалык сүрөт ткандардын жарыкты сиңирүү мүнөздөмөлөрүнө таянат жана ар кандай ткандар (мисалы, кан, май, булчуң ж.б.) жарыкты сиңирүү жөндөмүнө ээ, ошондуктан ал жогорку контрасттуу сүрөттөрдү бере алат. Жогорку чечилиш: УЗИнин жогорку мейкиндик чечилишин колдонуу менен, фотоакустикалык сүрөт миллиметрдик же ал тургай субмиллиметрдик сүрөттүн тактыгына жетише алат. Инвазивдүү эмес: Фотоакустикалык сүрөт инвазивдүү эмес, жарык жана үн ткандарга зыян келтирбейт, бул адамдын медициналык диагнозу үчүн абдан ылайыктуу. Тереңдикти сүрөткө тартуу мүмкүнчүлүгү: Салттуу оптикалык сүрөткө тартуу менен салыштырганда, фотоакустикалык сүрөт теринин астына бир нече сантиметрге кире алат, бул терең ткандарды сүрөткө тартуу үчүн ылайыктуу.

Колдонмо:
1. Кан тамырларды сүрөткө тартуу: – Фотоакустикалык сүрөткө тартуу кандагы гемоглобиндин жарыкты сиңирүүчү касиеттерин аныктай алат, ошондуктан микроциркуляцияны көзөмөлдөө жана ооруларды аныктоо үчүн кан тамырлардын түзүлүшүн жана кычкылтек менен камсыз болуу абалын так көрсөтө алат.
2. Шишикти аныктоо: – Шишик ткандарында ангиогенез адатта өтө көп болот жана фотоакустикалык сүрөткө тартуу кан тамыр түзүлүшүндөгү аномалияларды аныктоо менен шишиктерди эрте аныктоого жардам берет.
3. Функционалдык сүрөткө тартуу: – Фотоакустикалык сүрөткө тартуу ткандардагы кычкылтек менен камсыздоону жана дезоксигемоглобиндин концентрациясын аныктоо менен баалайт, бул рак жана жүрөк-кан тамыр оорулары сыяктуу оорулардын функционалдык мониторинги үчүн чоң мааниге ээ.
4. Теринин сүрөтүн тартуу: – Фотоакустикалык сүрөт тартуу үстүртөн ткандарга өтө сезгич болгондуктан, ал тери рагын эрте аныктоо жана теринин аномалияларын анализдөө үчүн ылайыктуу.
5. Мээни сүрөткө тартуу: Фотоакустикалык сүрөткө тартуу инсульт жана эпилепсия сыяктуу мээ ооруларын изилдөө үчүн мээнин кан агымы жөнүндө маалыматты инвазивдүү эмес жол менен ала алат.

Фотоакустикалык сүрөт тартуудагы кыйынчылыктар жана өнүгүү багыттары:
Жарык булагытандоо: Ар кандай толкун узундуктарынын жарыктын өтүшү ар башка, толкун узундугунун балансынын чечилишин жана өтүү тереңдигин кантип туура тандоо кыйынга турат. Сигналдарды иштетүү: УЗИ сигналдарын алуу жана иштетүү жогорку ылдамдыктагы жана так алгоритмдерди талап кылат, ошондой эле сүрөттөрдү реконструкциялоо технологиясын иштеп чыгуу да абдан маанилүү. Мультимодалдык сүрөткө тартуу: Фотоакустикалык сүрөткө тартууну биомедициналык маалыматты кеңири берүү үчүн башка сүрөткө тартуу ыкмалары (мисалы, МРТ, КТ, УЗИ сүрөткө тартуу) менен айкалыштырууга болот.

Фотоакустикалык сүрөт тартуу – бул жогорку контраст, жогорку чечилиш жана инвазивдүү эмес мүнөздөмөлөргө ээ болгон жаңы жана көп функциялуу биомедициналык сүрөт тартуу технологиясы. Технологиянын өнүгүшү менен фотоакустикалык сүрөт тартуу медициналык диагноз коюуда, биологиянын негизги изилдөөлөрүндө, дары-дармектерди иштеп чыгууда жана башка тармактарда кеңири колдонуу келечегине ээ.