Prinsip pencitraan fotoakustik

Prinsip pencitraan fotoakustik

Photoacoustic Imaging (PAI) minangka teknik pencitraan medis sing nggabungakeoptiklan akustik kanggo ngasilake sinyal ultrasonik nggunakake interaksi sakacahyakaro jaringan kanggo njupuk gambar jaringan resolusi dhuwur. Iki digunakake kanthi wiyar ing lapangan biomedis, utamane ing deteksi tumor, pencitraan pembuluh darah, pencitraan kulit lan lapangan liyane.

Prinsip:
1. Penyerapan cahya lan ekspansi termal: - Pencitraan fotoakustik nggunakake efek termal sing diasilake dening panyerepan cahya. Molekul pigmen ing jaringan (contone, hemoglobin, melanin) nyerep foton (biasane cahya infra merah cedhak), sing diowahi dadi energi panas, nyebabake suhu lokal mundhak.
2. Thermal expansion nimbulaké ultrasonik: – Suhu munggah ndadékaké kanggo cilik termal expansion saka tissue, kang mrodhuksi ombak meksa (IE ultrasonik).
3. Deteksi ultrasonik: – Gelombang ultrasonik sing diasilake nyebar ing 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 struktur lan fungsi gambar jaringan, sing bisa nyedhiyakake karakteristik panyerepan optik saka jaringan kasebut. Kauntungan saka pencitraan fotoakustik: Kontras dhuwur: Pencitraan fotoakustik gumantung marang karakteristik panyerepan cahya saka jaringan, lan jaringan sing beda (kayata getih, lemak, otot, lan liya-liyane) nduweni kemampuan sing beda kanggo nyerep cahya, saengga bisa nyedhiyakake gambar kontras dhuwur. Resolusi dhuwur: Nggunakake resolusi spasial ultrasonik sing dhuwur, pencitraan fotoakustik bisa entuk akurasi imaging milimeter utawa malah sub-milimeter. Non-invasif: Pencitraan fotoakustik non-invasif, cahya lan swara ora bakal nyebabake karusakan jaringan, cocok banget kanggo diagnosis medis manungsa. Kapabilitas imaging ambane: Dibandhingake karo pencitraan optik tradisional, pencitraan fotoakustik bisa nembus sawetara sentimeter ing kulit, sing cocog kanggo pencitraan jaringan jero.

Aplikasi:
1. Pencitraan vaskular: - Pencitraan fotoakustik bisa ndeteksi sifat nyerep cahya saka hemoglobin ing getih, saengga bisa kanthi akurat nampilake struktur lan status oksigenasi pembuluh getih kanggo ngawasi mikrosirkulasi lan menilai penyakit.
2. Deteksi tumor: - Angiogenesis ing jaringan tumor biasane akeh banget, lan pencitraan fotoakustik bisa mbantu deteksi awal tumor kanthi ndeteksi kelainan ing struktur pembuluh darah.
3. Pencitraan fungsional: - Pencitraan fotoakustik bisa netepake pasokan oksigen jaringan kanthi ndeteksi konsentrasi oksigenasi lan deoksihemoglobin ing jaringan, sing penting banget kanggo ngawasi fungsi penyakit kayata kanker lan penyakit kardiovaskular.
4. Pencitraan kulit: - Amarga pencitraan fotoakustik sensitif banget marang jaringan dangkal, 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: seng nembus cahya saka dawa gelombang beda beda, carane milih resolusi imbangan gelombang tengen lan ambane seng nembus tantangan. Pangolahan sinyal: Akuisisi lan pangolahan sinyal ultrasonik mbutuhake algoritma kacepetan lan akurat, lan pangembangan teknologi rekonstruksi gambar uga penting. Pencitraan multimodal: Pencitraan fotoakustik bisa digabung 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 karakteristik kontras dhuwur, resolusi dhuwur lan non-invasif. Kanthi pangembangan teknologi, pencitraan fotoakustik duwe prospek aplikasi sing wiyar ing diagnosis medis, riset biologi dhasar, pangembangan obat lan lapangan liyane.