फोटोअकौस्टिक इमेजिङका सिद्धान्तहरू
फोटोअकोस्टिक इमेजिङ (PAI) एक मेडिकल इमेजिङ प्रविधि हो जसले संयोजन गर्दछअप्टिक्सर ध्वनिकीले अन्तरक्रिया प्रयोग गरेर अल्ट्रासोनिक संकेतहरू उत्पन्न गर्नप्रकाशउच्च-रिजोल्युसन टिस्यु छविहरू प्राप्त गर्न तन्तुको साथ। यो बायोमेडिकल क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, विशेष गरी ट्युमर पत्ता लगाउने, भास्कुलर इमेजिङ, छाला इमेजिङ र अन्य क्षेत्रहरूमा।
सिद्धान्त:
१. प्रकाश अवशोषण र थर्मल विस्तार: – फोटोअकौस्टिक इमेजिङले प्रकाश अवशोषणबाट उत्पादित थर्मल प्रभाव प्रयोग गर्दछ। तन्तुमा रहेका पिग्मेन्ट अणुहरू (जस्तै, हेमोग्लोबिन, मेलानिन) ले फोटोनहरू (सामान्यतया नजिकको इन्फ्रारेड प्रकाश) अवशोषित गर्छन्, जुन ताप ऊर्जामा परिणत हुन्छन्, जसले गर्दा स्थानीय तापक्रम बढ्छ।
२. थर्मल एक्सपेन्सनले अल्ट्रासाउन्ड निम्त्याउँछ: – तापक्रम वृद्धिले तन्तुको सानो थर्मल एक्सपेन्सन निम्त्याउँछ, जसले दबाब तरंगहरू (अर्थात् अल्ट्रासाउन्ड) उत्पादन गर्छ।
३. अल्ट्रासोनिक पत्ता लगाउने: – उत्पन्न अल्ट्रासोनिक तरंगहरू तन्तु भित्र फैलिन्छन्, र यी संकेतहरू पछि अल्ट्रासोनिक सेन्सरहरू (जस्तै अल्ट्रासोनिक प्रोबहरू) द्वारा प्राप्त र रेकर्ड गरिन्छन्।
४. छवि पुनर्निर्माण: सङ्कलन गरिएको अल्ट्रासोनिक संकेत गणना गरिन्छ र तन्तुको संरचना र कार्य छवि पुनर्निर्माण गर्न प्रशोधन गरिन्छ, जसले तन्तुको अप्टिकल अवशोषण विशेषताहरू प्रदान गर्न सक्छ। फोटोअकौस्टिक इमेजिङका फाइदाहरू: उच्च कन्ट्रास्ट: फोटोअकौस्टिक इमेजिङ तन्तुहरूको प्रकाश अवशोषण विशेषताहरूमा निर्भर गर्दछ, र विभिन्न तन्तुहरू (जस्तै रगत, बोसो, मांसपेशी, आदि) मा प्रकाश अवशोषित गर्ने फरक क्षमता हुन्छ, त्यसैले यसले उच्च-कन्ट्रास्ट छविहरू प्रदान गर्न सक्छ। उच्च रिजोल्युसन: अल्ट्रासाउन्डको उच्च स्थानिय रिजोल्युसन प्रयोग गरेर, फोटोअकौस्टिक इमेजिङले मिलिमिटर वा उप-मिलिमिटर इमेजिङ शुद्धता प्राप्त गर्न सक्छ। गैर-आक्रमणकारी: फोटोअकौस्टिक इमेजिङ गैर-आक्रमणकारी छ, प्रकाश र ध्वनिले तन्तुलाई क्षति पुर्याउँदैन, मानव चिकित्सा निदानको लागि धेरै उपयुक्त। गहिराइ इमेजिङ क्षमता: परम्परागत अप्टिकल इमेजिङको तुलनामा, फोटोअकौस्टिक इमेजिङ छाला मुनि धेरै सेन्टिमिटरसम्म प्रवेश गर्न सक्छ, जुन गहिरो तन्तु इमेजिङको लागि उपयुक्त छ।
आवेदन:
१. भास्कुलर इमेजिङ: - फोटोअकौस्टिक इमेजिङले रगतमा हेमोग्लोबिनको प्रकाश-अवशोषित गुणहरू पत्ता लगाउन सक्छ, त्यसैले यसले माइक्रोसर्क्युलेसनको निगरानी र रोगहरूको न्याय गर्न रक्तनलीहरूको संरचना र अक्सिजन स्थिति सही रूपमा प्रदर्शन गर्न सक्छ।
२. ट्युमर पत्ता लगाउने: – ट्युमरको तन्तुहरूमा एन्जियोजेनेसिस सामान्यतया अत्यधिक प्रचुर मात्रामा हुन्छ, र फोटोअकोस्टिक इमेजिङले भास्कुलर संरचनामा असामान्यताहरू पत्ता लगाएर ट्युमरको प्रारम्भिक पहिचानमा मद्दत गर्न सक्छ।
३. कार्यात्मक इमेजिङ: - फोटोअकोस्टिक इमेजिङले तन्तुहरूमा अक्सिजनेशन र डिअक्सिहेमोग्लोबिनको सांद्रता पत्ता लगाएर तन्तुहरूको अक्सिजन आपूर्तिको मूल्याङ्कन गर्न सक्छ, जुन क्यान्सर र हृदय रोग जस्ता रोगहरूको कार्यात्मक निगरानीको लागि धेरै महत्त्वपूर्ण छ।
४. छालाको इमेजिङ: – फोटोअकौस्टिक इमेजिङ सतही तन्तुप्रति धेरै संवेदनशील हुने भएकाले, यो छालाको क्यान्सरको प्रारम्भिक पहिचान र छालाको असामान्यताहरूको विश्लेषणको लागि उपयुक्त छ।
५. मस्तिष्क इमेजिङ: फोटोअकौस्टिक इमेजिङले स्ट्रोक र मिर्गी जस्ता मस्तिष्क रोगहरूको अध्ययनको लागि गैर-आक्रामक तरिकाले मस्तिष्क रक्त प्रवाह जानकारी प्राप्त गर्न सक्छ।
फोटोअकोस्टिक इमेजिङका चुनौती र विकास दिशाहरू:
प्रकाशको स्रोतछनोट: विभिन्न तरंगदैर्ध्यहरूको प्रकाश प्रवेश फरक हुन्छ, सही तरंगदैर्ध्य सन्तुलन रिजोल्युसन र प्रवेश गहिराइ कसरी छनौट गर्ने भन्ने चुनौती छ। सिग्नल प्रशोधन: अल्ट्रासोनिक संकेतहरूको अधिग्रहण र प्रशोधनलाई उच्च-गति र सटीक एल्गोरिदमहरू आवश्यक पर्दछ, र छवि पुनर्निर्माण प्रविधिको विकास पनि महत्त्वपूर्ण छ। बहु-मोडल इमेजिङ: फोटोअकोस्टिक इमेजिङलाई थप व्यापक बायोमेडिकल जानकारी प्रदान गर्न अन्य इमेजिङ मोडालिटीहरू (जस्तै MRI, CT, अल्ट्रासाउन्ड इमेजिङ) सँग जोड्न सकिन्छ।
फोटोअकोस्टिक इमेजिङ एक नयाँ र बहु-कार्यात्मक बायोमेडिकल इमेजिङ प्रविधि हो, जसमा उच्च कन्ट्रास्ट, उच्च रिजोल्युसन र गैर-आक्रामक विशेषताहरू छन्। प्रविधिको विकाससँगै, फोटोअकोस्टिक इमेजिङको चिकित्सा निदान, आधारभूत जीवविज्ञान अनुसन्धान, औषधि विकास र अन्य क्षेत्रहरूमा व्यापक प्रयोग सम्भावनाहरू छन्।
पोस्ट समय: सेप्टेम्बर-२३-२०२४