Ֆոտոակուստիկ պատկերման սկզբունքները

Ֆոտոակուստիկ պատկերման սկզբունքները

Ֆոտոակուստիկ պատկերումը (ՖԱՊ) բժշկական պատկերման տեխնիկա է, որը համատեղում էօպտիկաև ակուստիկա՝ ուլտրաձայնային ազդանշաններ ստեղծելու համար՝ օգտագործելով փոխազդեցությունըլույսհյուսվածքի հետ՝ բարձր թույլտվությամբ հյուսվածքային պատկերներ ստանալու համար։ Այն լայնորեն կիրառվում է կենսաբժշկական ոլորտներում, մասնավորապես՝ ուռուցքների հայտնաբերման, անոթային պատկերագրության, մաշկի պատկերագրության և այլ ոլորտներում։

Սկզբունք՝
1. Լույսի կլանում և ջերմային ընդարձակում. – Ֆոտոակուստիկ պատկերումը օգտագործում է լույսի կլանման հետևանքով առաջացող ջերմային էֆեկտը: Հյուսվածքի մեջ գտնվող գունանյութերի մոլեկուլները (օրինակ՝ հեմոգլոբին, մելանին) կլանում են ֆոտոններ (սովորաբար մոտ-ինֆրակարմիր լույս), որոնք վերածվում են ջերմային էներգիայի, ինչը հանգեցնում է տեղային ջերմաստիճանի բարձրացման:
2. Ջերմային ընդարձակումը առաջացնում է ուլտրաձայն. – Ջերմաստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է հյուսվածքի փոքր ջերմային ընդարձակման, որն առաջացնում է ճնշման ալիքներ (այսինքն՝ ուլտրաձայն):
3. Ուլտրաձայնային հայտնաբերում. – Առաջացած ուլտրաձայնային ալիքները տարածվում են հյուսվածքի մեջ, և այդ ազդանշանները հետագայում ընդունվում և գրանցվում են ուլտրաձայնային սենսորների (օրինակ՝ ուլտրաձայնային զոնդերի) կողմից:
4. Պատկերի վերակառուցում. հավաքված ուլտրաձայնային ազդանշանը հաշվարկվում և մշակվում է հյուսվածքի կառուցվածքի և գործառույթի պատկերը վերականգնելու համար, որը կարող է ապահովել հյուսվածքի օպտիկական կլանման բնութագրերը: Ֆոտոակուստիկ պատկերման առավելությունները. Բարձր հակադրություն. Ֆոտոակուստիկ պատկերումը հիմնված է հյուսվածքների լույսի կլանման բնութագրերի վրա, և տարբեր հյուսվածքներ (օրինակ՝ արյուն, ճարպ, մկաններ և այլն) ունեն լույսը կլանելու տարբեր ունակություններ, ուստի այն կարող է ապահովել բարձր հակադրություն ունեցող պատկերներ: Բարձր լուծաչափ. Ուլտրաձայնի բարձր տարածական լուծաչափի միջոցով ֆոտոակուստիկ պատկերումը կարող է հասնել միլիմետրային կամ նույնիսկ ենթամիլիմետրային պատկերման ճշգրտության: Ոչ ինվազիվ. Ֆոտոակուստիկ պատկերումը ոչ ինվազիվ է, լույսը և ձայնը չեն վնասի հյուսվածքները, շատ հարմար է մարդու բժշկական ախտորոշման համար: Խորը պատկերման հնարավորություն. Համեմատած ավանդական օպտիկական պատկերման հետ, ֆոտոակուստիկ պատկերումը կարող է թափանցել մաշկի տակ մի քանի սանտիմետր, ինչը հարմար է խորը հյուսվածքների պատկերման համար:

Դիմում.
1. Անոթային պատկերացում. – Ֆոտոակուստիկ պատկերումը կարող է հայտնաբերել արյան մեջ հեմոգլոբինի լույսը կլանող հատկությունները, ուստի այն կարող է ճշգրիտ ցուցադրել արյան անոթների կառուցվածքը և թթվածնացման վիճակը՝ միկրոշրջանառությունը վերահսկելու և հիվանդությունները գնահատելու համար:
2. Ուռուցքի հայտնաբերում. – Ուռուցքային հյուսվածքներում անգիոգենեզը սովորաբար չափազանց առատ է, և ֆոտոակուստիկ պատկերումը կարող է օգնել ուռուցքների վաղ հայտնաբերմանը՝ հայտնաբերելով անոթային կառուցվածքի անոմալիաները:
3. Ֆունկցիոնալ պատկերացում. – Ֆոտոակուստիկ պատկերումը կարող է գնահատել հյուսվածքների թթվածնի մատակարարումը՝ հայտնաբերելով հյուսվածքներում թթվածնացման և դեզօքսիհեմոգլոբինի կոնցենտրացիան, ինչը մեծ նշանակություն ունի քաղցկեղի և սրտանոթային հիվանդությունների նման հիվանդությունների ֆունկցիոնալ մոնիթորինգի համար:
4. Մաշկի պատկերացում. – Քանի որ ֆոտոակուստիկ պատկերումը շատ զգայուն է մակերեսային հյուսվածքի նկատմամբ, այն հարմար է մաշկի քաղցկեղի վաղ հայտնաբերման և մաշկի անոմալիաների վերլուծության համար:
5. Ուղեղի պատկերացում. Ֆոտոակուստիկ պատկերումը կարող է ոչ ինվազիվ եղանակով ստանալ ուղեղի արյան հոսքի մասին տեղեկատվություն՝ ուղեղի այնպիսի հիվանդությունների ուսումնասիրության համար, ինչպիսիք են կաթվածը և էպիլեպսիան:

Ֆոտոակուստիկ պատկերման մարտահրավերներն ու զարգացման ուղղությունները.
Լույսի աղբյուրընտրություն. տարբեր ալիքի երկարությունների լույսի ներթափանցումը տարբեր է, ալիքի երկարության ճիշտ հավասարակշռության ընտրությունը, լուծաչափը և ներթափանցման խորությունը մարտահրավեր է: Ազդանշանի մշակում. Ուլտրաձայնային ազդանշանների ձեռքբերումն ու մշակումը պահանջում են բարձր արագությամբ և ճշգրիտ ալգորիթմներ, և պատկերի վերականգնման տեխնոլոգիայի մշակումը նույնպես կարևոր է: Բազմամոդալ պատկերացում. Ֆոտոակուստիկ պատկերումը կարող է համակցվել այլ պատկերման մեթոդների հետ (օրինակ՝ ՄՌՏ, ՀՏ, ուլտրաձայնային պատկերացում)՝ ավելի համապարփակ կենսաբժշկական տեղեկատվություն տրամադրելու համար:

Ֆոտոակուստիկ պատկերումը նոր և բազմաֆունկցիոնալ կենսաբժշկական պատկերման տեխնոլոգիա է, որն ունի բարձր կոնտրաստի, բարձր թույլտվության և ոչ ինվազիվ բնութագրեր։ Տեխնոլոգիայի զարգացման հետ մեկտեղ, ֆոտոակուստիկ պատկերումը լայն կիրառման հեռանկարներ ունի բժշկական ախտորոշման, կենսաբանության հիմնարար հետազոտությունների, դեղերի մշակման և այլ ոլորտներում։