Photoacoustic imaging
ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் இமேஜிங் அல்லது ஆப்டோஅகௌஸ்டிக் இமேஜிங் என்பது ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் விளைவை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு பயோமெடிக்கல் இமேஜிங் முறையாகும். அயனியாக்கம் செய்யப்படாத லேசர் துடிப்புகள் உயிரியல் திசுக்களாக வழங்கப்படுகின்றன, மேலும் ஆற்றலின் ஒரு பகுதி உறிஞ்சப்பட்டு வெப்பமாக மாற்றப்படும், இது நிலையற்ற தெர்மோஇலாஸ்டிக் விரிவாக்கத்திற்கு வழிவகுக்கும், இதனால் அகலப்பட்டை (அதாவது. MHz) மீயொலி உமிழ்வு. உருவாக்கப்பட்ட மீயொலி அலைகள் மீயொலி கடத்திகளால் கண்டறியப்பட்டு பின்னர் படங்களை உருவாக்க பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகின்றன. ஒளியியல் உறிஞ்சுதல் ஹீமோகுளோபின் செறிவு மற்றும் ஆக்ஸிஜன் செறிவு போன்ற உடலியல் பண்புகளுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது என்று அறியப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, மீயொலி உமிழ்வின் அளவு (அதாவது. ஒளி ஒலியியல் சமிக்ஞை), இது உள்ளூர் ஆற்றல் படிதலுக்கு விகிதாசாரமாக உள்ளது, உடலியல் ரீதியாக குறிப்பிட்ட ஒளியியல் உறிஞ்சுதல் மாறுபாட்டை வெளிப்படுத்துகிறது. இலக்கு வைக்கப்பட்ட பகுதிகளின் 2டி அல்லது 3டி படங்களை பின்னர் உருவாக்க முடியும். உயிரியல் திசுக்களில் ஒளியியல் உறிஞ்சுதல் ஹீமோகுளோபின் அல்லது மெலனின் போன்ற எண்டோஜெனஸ் மூலக்கூறுகள் அல்லது வெளிப்புறமாக வழங்கப்பட்ட மாறுபட்ட முகவர்கள் காரணமாக இருக்கலாம். உதாரணத்திற்கு, படம். 2 புலப்படும் மற்றும் அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு பகுதியில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட ஹீமோகுளோபின் (HbO2) மற்றும் டியோக்ஸிஜெனேற்றப்பட்ட ஹீமோகுளோபின் (Hb) ஆகியவற்றின் ஒளியியல் உறிஞ்சுதல் நிறமாலையைக் காட்டுகிறது. இரத்தமானது பொதுவாக சுற்றியுள்ள திசுக்களை விட அதிக அளவு உறிஞ்சுதலைக் கொண்டிருப்பதால், இரத்த நாளங்களைக் காட்சிப்படுத்த ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் இமேஜிங்கிற்கு போதுமான எண்டோஜெனஸ் மாறுபாடு உள்ளது. சமீபத்திய ஆய்வுகள், ட்யூமர் ஆஞ்சியோஜெனெசிஸ் கண்காணிப்பு, இரத்த ஆக்ஸிஜனேற்ற வரைபடம், செயல்பாட்டு மூளை இமேஜிங், தோல் மெலனோமா கண்டறிதல், மெத்திமோகுளோபின் அளவீடு போன்றவற்றிற்கு ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் இமேஜிங் பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதைக் காட்டுகின்றன. ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக்/தெர்மோஅகௌஸ்டிக் கம்ப்யூட்டட் டோமோகிராஃபி (ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக்/தெர்மோஅகௌஸ்டிக் டோமோகிராஃபி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, அதாவது, பிஏடி/டிஏடி) மற்றும் ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் மைக்ரோஸ்கோபி (பிஏஎம்) ஆகிய இரண்டு வகையான ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் இமேஜிங் அமைப்புகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. ஒரு வழக்கமான பிஏடி அமைப்பு ஒளி ஒலி சமிக்ஞைகளைப் பெற ஒரு கவனம் செலுத்தப்படாத அல்ட்ராசவுண்ட் டிடெக்டரைப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் ஒளி ஒலி சமன்பாடுகளை நேர்மாறாக தீர்ப்பதன் மூலம் படம் புனரமைக்கப்படுகிறது. மறுபுறம், ஒரு பிஏஎம் அமைப்பு, 2டி பாயிண்ட்-பை-பாயிண்ட் ஸ்கேனிங் கொண்ட ஒரு கோள கவனம் செலுத்தும் அல்ட்ராசவுண்ட் டிடெக்டரைப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் புனரமைப்பு வழிமுறை தேவையில்லை. ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் கணக்கிடப்பட்ட டோமோகிராஃபி பொது சமன்பாடு வெப்ப செயல்பாட்டைக் கருத்தில் கொண்டு, ஒலியியல் ரீதியாக ஒரே மாதிரியான கண்ணுக்குத் தெரியாத ஊடகத்தில் ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் அலை அழுத்தத்தின் உருவாக்கம் மற்றும் பரப்புதல் நடுத்தரத்தில் ஒலியின் வேகம், வெப்ப விரிவாக்க குணகம் மற்றும் நிலையான அழுத்தத்தில் குறிப்பிட்ட வெப்ப திறன் ஆகியவற்றால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது. ஈக். (1) லேசர் துடிப்பு கிளர்ச்சியின் போது வெப்ப கடத்தல் மிகக் குறைவாக இருப்பதை உறுதிசெய்ய வெப்பக் கட்டுப்பாட்டின் கீழ் வைத்திருக்கிறது. லேசர் துடிப்பு அகலம் வெப்ப தளர்வு நேரத்தை விட மிகக் குறைவாக இருக்கும்போது வெப்ப அடைப்பு ஏற்படுகிறது. Eq இன் முன்னோக்கி தீர்வு. (1) இன் ஸ்ட்ரெஸ் கான்ஃபைன்மென்ட் மூலம் வழங்கப்படுகிறது, இது லேசர் துடிப்பு அகலம் ஸ்ட்ரெஸ் தளர்வு நேரமான Eq ஐ விட மிகக் குறைவாக இருக்கும்போது நிகழ்கிறது. (2) ஆரம்ப ஒளி ஒலி அழுத்தம் எங்கே என்பதை மேலும் பெறலாம். உலகளாவிய மறுசீரமைப்பு வழிமுறை ஒரு PAT அமைப்பில், ஒளி ஒலி மூலத்தை உள்ளடக்கிய ஒரு மேற்பரப்பில் ஒரு மீயொலி கடத்தியை ஸ்கேன் செய்வதன் மூலம் ஒலி அழுத்தம் கண்டறியப்படுகிறது. உள் மூல விநியோகத்தை மறுசீரமைக்க, சமன்பாடு (3) இன் தலைகீழ் சிக்கலை நாம் தீர்க்க வேண்டும். பெறுவதற்காக). PAT மறுசீரமைப்புக்கு பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பிரதிநிதி முறை யுனிவர்சல் பேக்பிராஜக்ஷன் அல்காரிதம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த முறை மூன்று இமேஜிங் வடிவவியல்களுக்கு ஏற்றதுஃ பிளானர், கோள மற்றும் உருளை மேற்பரப்புகள். யுனிவர்சல் பேக் ப்ரொஜெக்ஷன் சூத்திரம் என்னவென்றால், உள்ளே உள்ள புனரமைப்பு புள்ளியைப் பொறுத்து முழு மேற்பரப்பாலும் உட்படுத்தப்பட்ட திட கோணம் எங்கே, மற்றும் எளிய அமைப்பு ஒரு எளிய PAT/TAT/OAT அமைப்பு உருவத்தின் இடது பகுதியில் காட்டப்பட்டுள்ளது. 3. லேசர் கற்றை விரிவுபடுத்தப்பட்டு ஆர்வமுள்ள முழு பகுதியையும் உள்ளடக்கும் வகையில் பரவுகிறது. ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் அலைகள் இலக்கில் ஒளியியல் உறிஞ்சுதலின் விநியோகத்திற்கு விகிதாசாரமாக உருவாக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவை ஒற்றை ஸ்கேன் செய்யப்பட்ட மீயொலி டிரான்ஸ்யூசரால் கண்டறியப்படுகின்றன. லேசருக்குப் பதிலாக மைக்ரோவேவ் எக்ஸைடேஷன் மூலத்தைப் பயன்படுத்துவதைத் தவிர, ஒரு TAT/OAT அமைப்பு PAT ஐப் போன்றது. இந்த இரண்டு அமைப்புகளிலும் ஒற்றை-உறுப்பு டிரான்ஸ்யூசர்கள் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், அல்ட்ராசவுண்ட் வரிசைகளையும் பயன்படுத்த கண்டறிதல் திட்டத்தை நீட்டிக்க முடியும். பயோமெடிக்கல் பயன்பாடுகள் இன்ட்ரின்சிக் ஆப்டிகல் அல்லது மைக்ரோவேவ் உறிஞ்சுதல் மாறுபாடு மற்றும் அல்ட்ராசவுண்டின் விலகல்-வரையறுக்கப்பட்ட உயர் இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறன் ஆகியவை பரந்த பயோமெடிக்கல் பயன்பாடுகளுக்கான பிஏடி மற்றும் டிஏடி நம்பிக்கைக்குரிய இமேஜிங் முறைகளை உருவாக்குகின்றனஃ மூளை புண்களைக் கண்டறிதல் மூளையில் வெவ்வேறு ஆப்டிகல் உறிஞ்சுதல் பண்புகளைக் கொண்ட மென்மையான திசுக்களை பிஏடி மூலம் தெளிவாக அடையாளம் காணலாம். காணக்கூடிய நிறமாலை வரம்பில் உயிரியல் திசுக்களில் HbO2 மற்றும் Hb ஆகியவை ஆதிக்கம் செலுத்தும் உறிஞ்சும் சேர்மங்கள் என்பதால், இந்த இரண்டு குரோமோபோர்களின் ஒப்பீட்டு செறிவை வெளிப்படுத்த பல அலைநீள ஒளி ஒலி அளவீடுகளைப் பயன்படுத்தலாம். எனவே, ஹீமோகுளோபின் (HbT) மற்றும் ஹீமோகுளோபின் ஆக்ஸிஜன் செறிவு (sO2) ஆகியவற்றின் ஒப்பீட்டு மொத்த செறிவு பெறப்படலாம். எனவே, மூளை செயல்பாட்டுடன் தொடர்புடைய பெருமூளை ஹீமோடைனமிக் மாற்றங்களை PAT மூலம் வெற்றிகரமாக கண்டறிய முடியும். மார்பக புற்றுநோய் கண்டறிதல் தூண்டுதலுக்கு குறைந்த சிதறிய மைக்ரோவேவைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், டிஏடி மி. மீ. க்கும் குறைவான இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனுடன் தடிமனான (பல செமீ) உயிரியல் திசுக்களை ஊடுருவும் திறன் கொண்டது. புற்றுநோய் திசு மற்றும் சாதாரண திசு ரேடியோ அதிர்வெண் கதிர்வீச்சுக்கு ஒரே மாதிரியான பதில்களைக் கொண்டிருப்பதால், மார்பக புற்றுநோயை ஆரம்பகால நோயறிதலில் டிஏடி மட்டுப்படுத்தப்பட்ட திறனைக் கொண்டுள்ளது. ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் நுண்ணோக்கி ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் நுண்ணோக்கியின் இமேஜிங் ஆழம் முக்கியமாக மீயொலி குறைப்பு மூலம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. இடஞ்சார்ந்த (அதாவது. அச்சு மற்றும் பக்கவாட்டு) தீர்மானங்கள் பயன்படுத்தப்படும் மீயொலி கடத்தியைப் பொறுத்தது. அதிக மைய அதிர்வெண் மற்றும் பரந்த அலைவரிசை கொண்ட ஒரு மீயொலி மின்மாற்றி உயர் அச்சுத் தெளிவுத்திறனைப் பெறத் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது. பக்கவாட்டு தெளிவுத்திறன் டிரான்ஸ்யூசரின் குவிய விட்டத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. உதாரணமாக, ஒரு 50 மெகா ஹெர்ட்ஸ் மீயொலி கடத்தியானது 15 மைக்ரோமீட்டர் அச்சு மற்றும் 45 மைக்ரோமீட்டர் பக்கவாட்டு தெளிவுத்திறனை ~ 3 மிமீ இமேஜிங் ஆழத்துடன் வழங்குகிறது. ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் நுண்ணோக்கி செயல்பாட்டு இமேஜிங்கில் பல முக்கியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளதுஃ இது சிறிய நாளங்களில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட/டியோக்ஸிஜெனேற்றப்பட்ட ஹீமோகுளோபினில் ஏற்படும் மாற்றங்களைக் கண்டறிய முடியும். பிற பயன்பாடுகள் ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் இமேஜிங் சமீபத்தில் கலைப்படைப்பு நோயறிதலின் பின்னணியில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, ஓவியங்களில் அண்டர்டிராவிங்ஸ் அல்லது அசல் ஸ்கெட்ச் கோடுகள் போன்ற மறைக்கப்பட்ட அம்சங்களை வெளிக்கொணர்வதற்கு முக்கியத்துவம் அளிக்கிறது. கேன்வாஸில் உள்ள மினியேச்சர் எண்ணெய் ஓவியங்களிலிருந்து சேகரிக்கப்பட்ட ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் படங்கள், அவற்றின் பின்புறத்தில் துடிக்கும் லேசரால் ஒளிரும், பல வண்ணப்பூச்சு அடுக்குகளால் பூசப்பட்ட பென்சில் ஸ்கெட்ச் கோடுகள் இருப்பதை தெளிவாகக் காட்டியது. ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் இமேஜிங் முன்னேற்றங்கள் ஆழமான கற்றல் கொள்கைகள் மற்றும் சுருக்கப்பட்ட உணர்தலின் ஒருங்கிணைப்பு மூலம் சமீபத்திய முன்னேற்றங்களைக் கண்டுள்ளன. ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் இமேஜிங்கில் ஆழமான கற்றல் பயன்பாடுகள் பற்றிய கூடுதல் தகவலுக்கு, ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் இமேஜிங்கில் ஆழமான கற்றல் பார்க்கவும். மேலும் காண்க மல்டிஸ்பெக்ட்ரல் ஆப்டோஅகௌஸ்டிக் டோமோகிராஃபி ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் மைக்ரோஸ்கோபி ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் விளைவில் ஆழமான கற்றல் ஃபோட்டோஅகௌஸ்டிக் விளைவுகள் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் உயிரியல் மற்றும் மருத்துவத்தில் ஒலி, ஒலி-ஒளியியல் மற்றும் ஒளி-ஒலி முறைகளைப் பயன்படுத்துவதில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் மருத்துவ இமேஜிங்