Prinsip-prinsip pencitraan fotoakustik

Prinsip-prinsip pencitraan fotoakustik

Pencitraan Fotoakustik (PAI) minangka teknik pencitraan medis sing nggabungakeoptiklan akustik kanggo ngasilake sinyal ultrasonik nggunakake interaksi sakacahyanganggo jaringan kanggo njupuk gambar jaringan kanthi resolusi dhuwur. Iki digunakake sacara wiyar ing bidang biomedis, utamane ing deteksi tumor, pencitraan vaskular, pencitraan kulit lan bidang liyane.

Prinsip:
1. Panyerapan cahya lan ekspansi termal: – Pencitraan fotoakustik nggunakake efek termal sing diasilake dening panyerapan cahya. Molekul pigmen ing jaringan (kayata, hemoglobin, melanin) nyerep foton (biasane cahya cedhak inframerah), sing diowahi dadi energi panas, nyebabake suhu lokal mundhak.
2. Ekspansi termal nyebabake ultrasonik: – Mundhake suhu nyebabake ekspansi termal jaringan sing cilik, sing ngasilake gelombang tekanan (yaiku ultrasonik).
3. Deteksi ultrasonik: – Gelombang ultrasonik sing diasilake nyebar ing njero jaringan, lan sinyal kasebut banjur ditampa lan direkam dening sensor ultrasonik (kayata probe ultrasonik).
4. Rekonstruksi gambar: sinyal ultrasonik sing diklumpukake diitung lan diproses kanggo mbangun maneh gambar struktur lan fungsi jaringan, sing bisa nyedhiyakake karakteristik penyerapan optik jaringan kasebut. Kauntungan saka pencitraan fotoakustik: Kontras dhuwur: Pencitraan fotoakustik gumantung marang karakteristik penyerapan cahya jaringan, lan jaringan sing beda-beda (kayata getih, lemak, otot, lan liya-liyane) duwe kemampuan sing beda-beda kanggo nyerep cahya, saengga bisa nyedhiyakake gambar kontras dhuwur. Resolusi dhuwur: Nggunakake resolusi spasial ultrasonik sing dhuwur, pencitraan fotoakustik bisa entuk akurasi pencitraan milimeter utawa malah sub-milimeter. Non-invasif: Pencitraan fotoakustik ora invasif, cahya lan swara ora bakal nyebabake kerusakan jaringan, cocok banget kanggo diagnosis medis manungsa. Kapabilitas pencitraan jero: Dibandhingake karo pencitraan optik tradisional, pencitraan fotoakustik bisa nembus sawetara sentimeter ing sangisore kulit, sing cocok kanggo pencitraan jaringan jero.

Aplikasi:
1. Pencitraan vaskular: – Pencitraan fotoakustik bisa ndeteksi sipat hemoglobin sing nyerep cahya ing getih, saengga bisa nampilake struktur lan status oksigenasi pembuluh getih kanthi akurat kanggo ngawasi mikrosirkulasi lan ngadili penyakit.
2. Deteksi tumor: – Angiogenesis ing jaringan tumor biasane akeh banget, lan pencitraan fotoakustik bisa mbantu deteksi awal tumor kanthi ndeteksi kelainan ing struktur vaskular.
3. Pencitraan fungsional: – Pencitraan fotoakustik bisa neliti pasokan oksigen jaringan kanthi ndeteksi konsentrasi oksigenasi lan deoksihemoglobin ing jaringan, sing penting banget kanggo pemantauan fungsional penyakit kayata kanker lan penyakit kardiovaskular.
4. Pencitraan kulit: – Amarga pencitraan fotoakustik sensitif banget marang jaringan superfisial, mula cocok kanggo deteksi awal kanker kulit lan analisis kelainan kulit.
5. Pencitraan otak: Pencitraan fotoakustik bisa njupuk informasi aliran getih serebral kanthi cara non-invasif kanggo nyinaoni penyakit otak kayata stroke lan epilepsi.

Tantangan lan arah pangembangan pencitraan fotoakustik:
Sumber cahyaPilihan: Penetrasi cahya saka dawa gelombang sing beda-beda iku beda, kepiye milih resolusi keseimbangan dawa gelombang sing tepat lan ambane penetrasi minangka tantangan. Pamrosesan sinyal: Akuisisi lan pamrosesan sinyal ultrasonik mbutuhake algoritma kecepatan tinggi lan akurat, lan pangembangan teknologi rekonstruksi gambar uga penting banget. Pencitraan multimodal: Pencitraan fotoakustik bisa digabungake karo modalitas pencitraan liyane (kayata MRI, CT, pencitraan ultrasonik) kanggo nyedhiyakake informasi biomedis sing luwih lengkap.

Pencitraan fotoakustik minangka teknologi pencitraan biomedis anyar lan multi-fungsi, sing nduweni ciri kontras dhuwur, resolusi dhuwur lan non-invasif. Kanthi perkembangan teknologi, pencitraan fotoakustik nduweni prospek aplikasi sing amba ing diagnosis medis, riset biologi dhasar, pangembangan obat lan bidang liyane.