Principi di imaging fotoacustica

Principi di imaging fotoacustica

Photoacoustic Imaging (PAI) hè una tecnica di imaging medica chì combinaotticaè acustica per generà signali ultrasonici cù l'interazzione dilucecù tissutu per ottene l'imaghjini di tissuti d'alta risoluzione. Hè largamente utilizatu in i campi biomedici, in particulare in a rilevazione di tumori, l'imaghjini vascular, l'imaghjini di a pelle è altri campi.

Principiu:
1. Assorbimentu di luce è espansione termale: - L'imaghjini fotoacoustic utilizanu l'effettu termale pruduciutu da l'assorbimentu di a luce. E molécule di pigmentu in u tissutu (per esempiu, l'emoglobina, a melanina) assorbenu i fotoni (in solitu luce infrared vicinu), chì sò cunvertiti in energia di calore, chì causanu l'aumentu di a temperatura locale.
2. L'espansione termale provoca ultrasound: - L'aumentu di a temperatura porta à una piccula espansione termale di u tissutu, chì produce onde di pressione (ie ultrasound).
3. Deteczione ultrasonica: - L'onda ultrasonica generata si propaganu in u tissutu, è questi signali sò successivamente ricevuti è arregistrati da sensori ultrasonici (cum'è sonde ultrasoniche).
4. Reconstruzzione di l'imaghjini: u segnu ultrasonicu cullatu hè calculatu è processatu per ricustruisce a struttura è a funzione di l'imaghjini di u tissutu, chì ponu furnisce e caratteristiche d'absorzione otticu di u tissutu. Vantaghji di l'imaghjini fotoacustiche: Cuntrastu altu: L'imaghjini fotoacoustici si basanu nantu à e caratteristiche di l'assorbimentu di luce di i tessuti, è i diversi tessuti (cum'è u sangue, grassu, musculu, etc.) anu diverse capacità per assorbe a luce, perchè pò furnisce l'imaghjini di altu cuntrastu. Alta risoluzione: Utilizendu l'alta risoluzione spaziale di l'ultrasound, l'imaghjini fotoacustiche ponu ottene una precisione millimetrica o ancu sub-millimetrica. Non-invasivu: L'imaghjini fotoacustiche ùn sò micca invasivi, a luce è u sonu ùn pruvucarà micca danni à i tessuti, assai adattati per u diagnosticu medico umanu. Capacità d'imaghjini di prufundità: In cunfrontu cù l'imaghjini ottichi tradiziunali, l'imaghjini fotoacustiche ponu penetrà parechji centimetri sottu a pelle, chì hè adattatu per l'imaghjini di tissuti profondi.

Applicazione:
1. L'imaghjini vascular: - L'imaghjini fotoacoustici ponu detectà e proprietà d'assorbenza di luce di l'emoglobina in u sangue, cusì ponu vede accuratamente a struttura è l'estatus di l'ossigenazione di i vini sanguini per monitorà a microcirculazione è ghjudicà e malatie.
2. Deteczione di tumore: - L'angiogenesi in i tessuti di u tumore hè di solitu assai abbundante, è l'imaghjini fotoacoustic ponu aiutà à a deteczione precoce di i tumori detectendu anormalità in a struttura vascular.
3. L'imaghjini funziunali: - L'imaghjini fotoacoustici ponu valutà l'approvvigionamentu di l'ossigenu di i tessuti detectendu a cuncentrazione di l'ossigenazione è a deoxyhemoglobin in tissuti, chì hè di grande significatu per u monitoraghju funziunale di e malatie cum'è u cancer è a malatia cardiovascular.
4. Imaghjini di a pelle: - Perchè l'imaghjini fotoacoustici sò assai sensibili à u tessulu superficiale, hè adattatu per a deteczione precoce di u cancer di a pelle è l'analisi di l'anormalità di a pelle.
5. L'imaghjini di u cervellu: L'imaghjini fotoacustici ponu uttene infurmazione di u flussu di sangue cerebrale in una manera micca invasiva per u studiu di e malatie cerebrali cum'è l'ictus è l'epilessia.

Sfide è direzzione di sviluppu di l'imaghjini fotoacustiche:
Fonte di luceselezzione: a penetrazione di luce di diverse lunghezze d'onda hè sfarente, cumu sceglie a risoluzione di u equilibriu di a lunghezza d'onda è a prufundità di penetrazione hè una sfida. Trattamentu di u signale: L'acquistu è u trattamentu di i segnali ultrasonici necessitanu algoritmi d'alta velocità è precisi, è u sviluppu di a tecnulugia di ricustruzzione di l'imaghjini hè ancu cruciale. L'imaghjini multimodali: L'imaghjini fotoacustici ponu esse cumminati cù altre modalità di imaging (cum'è MRI, CT, ultrasound imaging) per furnisce infurmazioni biomedicali più cumplete.

L'imaghjini fotoacustica hè una tecnulugia di imaging biomedica nova è multifunzionale, chì hà e caratteristiche di altu cuntrastu, alta risoluzione è non invasive. Cù u sviluppu di a tecnulugia, l'imaghjini fotoacustiche anu una larga prospettiva di applicazione in a diagnosi medica, a ricerca di a biologia basica, u sviluppu di droghe è altri campi.