Irudi fotoakustikoaren printzipioak

Irudi fotoakustikoaren printzipioak

Irudi fotoakustikoa (PAI) konbinatzen duen irudi mediko teknika bat daoptikaeta akustika ultrasoinu-seinaleak sortzeko elkarrekintza erabilizargiaehunarekin bereizmen handiko ehunen irudiak lortzeko. Alor biomedikoetan oso erabilia da, batez ere tumoreen detekzioan, irudi baskularretan, larruazaleko irudietan eta beste esparru batzuetan.

Printzipioa:
1. Argiaren xurgapena eta hedapen termikoa: – Irudi fotoakustikoak argiaren xurgapenak sortutako efektu termikoa erabiltzen du. Ehuneko pigmentu-molekulek (adibidez, hemoglobina, melanina) fotoiak xurgatzen dituzte (infragorri hurbileko argia normalean), eta bero-energia bihurtzen dira, tokiko tenperaturak igotzea eraginez.
2. Hedapen termikoak ultrasoinuak eragiten ditu: – Tenperatura igoerak ehunaren hedapen termiko txikia dakar, eta horrek presio-uhinak sortzen ditu (hau da, ultrasoinuak).
3. Ultrasoinuen detekzioa: – Sortutako ultrasoinu-uhinak ehunaren barruan hedatzen dira, eta seinale horiek, ondoren, ultrasoinu-sentsoreek (esaterako, ultrasoinu-zundak) jasotzen eta grabatzen dituzte.
4. Irudiaren berreraikuntza: bildutako ultrasoinu-seinalea kalkulatzen eta prozesatzen da ehunaren egitura eta funtzioaren irudia berreraikitzeko, ehunaren xurgapen optikoko ezaugarriak eman ditzakeena. Irudi fotoakustikoaren abantailak: Kontraste handia: irudi fotoakustikoak ehunen argia xurgatzeko ezaugarrietan oinarritzen dira, eta ehun ezberdinek (odola, koipea, muskulua, etab.) argia xurgatzeko gaitasun desberdinak dituzte, beraz, kontraste handiko irudiak eman ditzake. Bereizmen handia: ultrasoinuen bereizmen espazial handia erabiliz, irudi fotoakustikoak irudien zehaztasuna milimetrikoa edo azpimilimetroa lor dezake. Ez inbaditzaileak: irudi fotoakustikoak ez dira inbaditzaileak, argiak eta soinuak ez dute ehunen kalterik eragingo, oso egokia giza diagnostiko medikorako. Sakonera irudikatzeko gaitasuna: irudi optiko tradizionalarekin alderatuta, irudi fotoakustikoak hainbat zentimetro barneratu ditzake azalaren azpian, eta hori egokia da ehun sakoneko irudiak egiteko.

Aplikazioa:
1. Irudi baskularra: - Irudi fotoakustikoak odolean hemoglobinaren argia xurgatzeko propietateak hauteman ditzake, beraz, odol-hodien egitura eta oxigenazio-egoera zehaztasunez bistaratu ditzake mikrozirkulazioa kontrolatzeko eta gaixotasunak epaitzeko.
2. Tumoreen detekzioa: – Tumore-ehunetan angiogenesia oso ugaria izan ohi da, eta irudi fotoakustikoak tumoreak goiz detektatzen lagun dezake, egitura baskularren anomaliak detektatuz.
3. Irudi funtzionala: – Irudi fotoakustikoak ehunen oxigeno-hornidura ebaluatu dezake ehunetako oxigenazio- eta desoxihemoglobina-kontzentrazioa detektatuz, eta horrek garrantzi handia du minbizia eta gaixotasun kardiobaskularrak bezalako gaixotasunen jarraipen funtzionala egiteko.
4. Larruazaleko irudiak: – Irudi fotoakustikoak azaleko ehunekiko oso sentikorra denez, egokia da azaleko minbizia goiz detektatzeko eta azaleko anomaliak aztertzeko.
5. Garuneko irudiak: irudi fotoakustikoak garuneko odol-fluxuaren informazioa lor dezake modu ez-inbaditzailean garuneko gaixotasunak aztertzeko, hala nola iktusa eta epilepsia.

Irudi fotoakustikoaren erronkak eta garapen-ildoak:
Argi iturriahautaketa: uhin-luzera desberdinen argia sartzea desberdina da, uhin-luzera oreka bereizmen egokia eta sartze-sakonera nola aukeratu erronka bat da. Seinalearen prozesamendua: Ultrasoinu-seinaleak eskuratzeak eta prozesatzeko abiadura handiko algoritmoak eta zehatzak behar dira, eta irudiak berreraikitzeko teknologiaren garapena ere funtsezkoa da. Irudi multimodala: irudi fotoakustikoak beste irudi-modalitate batzuekin konbina daitezke (esaterako, MRI, CT, ultrasoinu irudiak) informazio biomediko zabalagoa emateko.

Irudi fotoakustikoa irudi biomedikoen teknologia berri eta funtzio anitzekoa da, kontraste handiko, bereizmen handiko eta ez-inbaditzaileen ezaugarriak dituena. Teknologiaren garapenarekin, irudi fotoakustikoak aplikaziorako aukera zabalak ditu diagnostiko medikoan, oinarrizko biologiaren ikerketan, sendagaien garapenean eta beste esparru batzuetan.