Meginreglur ljóshljóðmyndgreiningar

Meginreglur ljóshljóðmyndgreiningar

Ljósmyndgreining (e. Photoacoustic Imaging, PAI) er læknisfræðileg myndgreiningartækni sem sameinarljósfræðiog hljóðfræði til að mynda ómsmerki með því að nota samspilljósmeð vef til að fá vefjamyndir í hárri upplausn. Það er mikið notað í lífeðlisfræðilegum sviðum, sérstaklega í æxlisgreiningu, æðamyndgreiningu, húðmyndgreiningu og öðrum sviðum.

Meginregla:
1. Ljósupptaka og varmaþensla: – Ljóshljóðmyndgreining notar varmaáhrif sem myndast við ljósupptaka. Litarefnissameindir í vefnum (t.d. blóðrauði, melanín) taka í sig ljóseindir (venjulega nær-innrautt ljós) sem breytast í varmaorku, sem veldur því að hitastig á staðnum hækkar.
2. Varmaþensla veldur ómskoðun: – Hitastigshækkun leiðir til lítillar varmaþenslu vefjarins, sem framleiðir þrýstibylgjur (þ.e. ómskoðun).
3. Ómskoðunargreining: – Ómskoðunarbylgjurnar sem myndast berast innan vefjarins og þessi merki eru síðan móttekin og skráð af ómskoðunarskynjurum (eins og ómskoðunarkönnunum).
4. Mynduppbygging: Safnað ómsmerki er reiknað og unnið úr til að endurbyggja uppbyggingu og virkni vefjarins, sem getur veitt sjónræna frásogseiginleika vefjarins. Kostir ljósfræðilegrar myndgreiningar: Mikil birtuskil: Ljósfræðileg myndgreining byggir á ljósgleypni vefja, og mismunandi vefir (eins og blóð, fita, vöðvar o.s.frv.) hafa mismunandi getu til að gleypa ljós, þannig að hún getur gefið myndir með mikilli birtuskilum. Mikil upplausn: Með því að nota mikla rúmfræðilega upplausn ómskoðunar getur ljósfræðileg myndgreining náð nákvæmni í myndgreiningu upp á millimetra eða jafnvel undir millimetra. Ekki ífarandi: Ljósfræðileg myndgreining er ekki ífarandi, ljós og hljóð valda ekki vefjaskemmdum, mjög hentugt fyrir læknisfræðilega greiningu á mönnum. Dýptarmyndgreiningargeta: Í samanburði við hefðbundna sjónmyndgreiningu getur ljósfræðileg myndgreining komist nokkra sentimetra undir húðina, sem hentar vel fyrir djúpvefjamyndgreiningu.

Umsókn:
1. Æðamyndgreining: – Ljósmyndgreining getur greint ljósgleypandi eiginleika blóðrauða í blóði, þannig að hún getur nákvæmlega sýnt uppbyggingu og súrefnismettunarstöðu æða til að fylgjast með örhringrás og dæma sjúkdóma.
2. Greining æxla: – Æðamyndun í æxlisvef er yfirleitt mjög mikil og ljósfræðileg myndgreining getur hjálpað til við að greina æxli snemma með því að greina frávik í æðabyggingu.
3. Virknismyndgreining: – Ljósmyndgreining getur metið súrefnisframboð vefja með því að greina styrk súrefnismettunar og deoxýhemóglóbíns í vefjum, sem er mjög mikilvægt fyrir virkniseftirlit sjúkdóma eins og krabbameins og hjarta- og æðasjúkdóma.
4. Húðmyndgreining: – Þar sem ljóshljóðmyndgreining er mjög næm fyrir yfirborðsvef hentar hún til að greina húðkrabbamein snemma og greina frávik í húð.
5. Heilamyndgreining: Með ljósfræðilegri hljóðmyndgreiningu er hægt að fá upplýsingar um blóðflæði í heila á óinngripandi hátt til rannsókna á heilasjúkdómum eins og heilablóðfalli og flogaveiki.

Áskoranir og þróunarstefnur ljósfræðilegrar hljóðmyndgreiningar:
LjósgjafiVal: Ljósgegndræpi mismunandi bylgjulengda er mismunandi, það er áskorun hvernig á að velja rétta bylgjulengdarjöfnuð, upplausn og gegndræpi. Merkjavinnsla: Öflun og vinnsla ómsmerkja krefst hraðra og nákvæmra reiknirita og þróun myndgerðartækni er einnig mikilvæg. Fjölþátta myndgreining: Hægt er að sameina ljósfræðilega hljóðmyndgreiningu við aðrar myndgreiningaraðferðir (eins og segulómun, tölvusneiðmyndgreiningu og ómskoðun) til að veita ítarlegri lífeðlisfræðilegar upplýsingar.

Ljósmyndgreining er ný og fjölnota líftækni í læknisfræðilegri myndgreiningu sem einkennist af mikilli birtuskil, mikilli upplausn og er ekki ífarandi. Með þróun tækni hefur ljósmyndgreining víðtæka möguleika á notkun í læknisfræðilegri greiningu, grunnlíffræðirannsóknum, lyfjaþróun og öðrum sviðum.