Irudi fotoakustikoaren printzipioak

Irudi fotoakustikoaren printzipioak

Irudi Fotoakustikoa (PAI) irudi medikoen teknika bat da, eta honako hauek konbinatzen ditu:optikaeta akustika, ultrasoinu-seinaleak sortzeko elkarrekintza erabilizargiehunarekin bereizmen handiko ehunen irudiak lortzeko. Oso erabilia da arlo biomedikoetan, batez ere tumoreen detekzioan, irudi baskularretan, larruazaleko irudietan eta beste arlo 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 (normalean infragorri hurbileko argia), eta hauek bero-energia bihurtzen dira, tokiko tenperaturak igotzea eraginez.
2. Hedapen termikoak ultrasoinuak eragiten ditu: – Tenperatura igoerak ehunaren hedapen termiko txikia eragiten du, eta horrek presio-uhinak (hau da, ultrasoinuak) sortzen ditu.
3. Ultrasoinuen bidezko detekzioa: – Sortutako ultrasoinu-uhinak ehunaren barruan hedatzen dira, eta seinale horiek ondoren ultrasoinu-sentsoreek (adibidez, ultrasoinu-zundek) jaso eta erregistratzen dituzte.
4. Irudiaren berreraikuntza: bildutako ultrasoinu-seinalea kalkulatu eta prozesatzen da ehunaren egitura eta funtzio-irudia berreraikitzeko, ehunaren xurgapen optikoko ezaugarriak emanez. Irudi fotoakustikoaren abantailak: Kontraste handia: Irudi fotoakustikoa ehunen argiaren xurgapen-ezaugarrietan oinarritzen da, eta ehun desberdinek (odolak, gantzak, muskuluak, etab.) argia xurgatzeko gaitasun desberdinak dituzte, beraz, kontraste handiko irudiak eman ditzakete. Bereizmen handia: Ultrasoinuen bereizmen espazial handia erabiliz, irudi fotoakustikoak milimetroko edo milimetro azpiko irudi-zehaztasuna lor dezake. Ez-inbaditzailea: Irudi fotoakustikoa ez-inbaditzailea da, argiak eta soinuak ez dute ehunen kalterik eragiten, oso egokia da gizakien diagnostiko medikorako. Sakonerako irudien gaitasuna: Irudi optiko tradizionalarekin alderatuta, irudi fotoakustikoak hainbat zentimetro sar dezake azalaren azpian, eta hori egokia da ehun sakonen irudietarako.

Aplikazioa:
1. Irudi baskularrak: – Irudi fotoakustikoek odoleko hemoglobinaren argi-xurgapen propietateak detektatu ditzakete, beraz, odol-hodien egitura eta oxigenazio-egoera zehatz-mehatz bistaratu ditzakete mikrozirkulazioa kontrolatzeko eta gaixotasunak epaitzeko.
2. Tumoreen detekzioa: – Angiogenesia oso ugaria izan ohi da tumore-ehunetan, eta irudi fotoakustikoek tumoreak goiz detektatzen lagun dezakete egitura baskularrean anomaliak detektatuz.
3. Irudi funtzionala: – Irudi fotoakustikoek ehunen oxigeno-hornidura ebaluatu dezakete ehunetan oxigenazio- eta desoxihemoglobina-kontzentrazioa detektatuz, eta hori oso garrantzitsua da minbizia eta gaixotasun kardiobaskularrak bezalako gaixotasunen jarraipen funtzionalerako.
4. Larruazaleko irudigintza: – Irudi fotoakustikoa oso sentikorra denez azaleko ehunarekiko, egokia da larruazaleko minbizia goiz detektatzeko eta larruazaleko anomaliak aztertzeko.
5. Garuneko irudigintza: Irudi fotoakustikoek garuneko odol-fluxuari buruzko informazioa lor dezakete modu ez-inbaditzailean, garuneko gaixotasunak aztertzeko, hala nola iktusa eta epilepsia.

Irudi fotoakustikoaren erronkak eta garapen-norabideak:
Argi-iturriahautaketa: Uhin-luzera desberdinen argi-sartzea desberdina da, beraz, uhin-luzeraren oreka egokia, bereizmena eta sartze-sakonera nola aukeratu erronka bat da. Seinaleen prozesamendua: Ultrasoinu-seinaleak eskuratzeak eta prozesatzeak abiadura handiko eta zehaztasun handiko algoritmoak behar ditu, eta irudiak berreraikitzeko teknologiaren garapena ere funtsezkoa da. Irudi multimodala: Irudi fotoakustikoa beste irudi-modalitate batzuekin (adibidez, MRI, CT, ultrasoinu-irudiak) konbina daiteke informazio biomediko zabalagoa emateko.

Irudi fotoakustikoa irudi biomedikoen teknologia berri eta multifuntzionala da, kontraste handikoa, bereizmen handikoa eta ez-inbaditzailea dena. Teknologiaren garapenarekin, irudi fotoakustikoak aplikazio aukera zabalak ditu diagnostiko medikoan, oinarrizko biologia ikerketan, sendagaien garapenean eta beste arlo batzuetan.