फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंगची तत्त्वे
फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंग (पीएआय) ही एक वैद्यकीय इमेजिंग तंत्र आहे जी एकत्रित करतेऑप्टिक्सआणि ध्वनीशास्त्र यांच्या परस्परसंवादाचा वापर करून अल्ट्रासोनिक सिग्नल निर्माण करण्यासाठीप्रकाशउच्च-रिझोल्यूशन ऊती प्रतिमा मिळविण्यासाठी ऊतींसह. हे बायोमेडिकल क्षेत्रात, विशेषतः ट्यूमर शोधणे, रक्तवहिन्यासंबंधी इमेजिंग, त्वचा इमेजिंग आणि इतर क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
तत्व:
१. प्रकाश शोषण आणि थर्मल विस्तार: – फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंगमध्ये प्रकाश शोषणामुळे निर्माण होणाऱ्या थर्मल इफेक्टचा वापर केला जातो. ऊतींमधील रंगद्रव्य रेणू (उदा., हिमोग्लोबिन, मेलेनिन) फोटॉन (सामान्यतः जवळ-अवरक्त प्रकाश) शोषून घेतात, जे उष्णता उर्जेमध्ये रूपांतरित होतात, ज्यामुळे स्थानिक तापमान वाढते.
२. थर्मल एक्सपेंशनमुळे अल्ट्रासाऊंड होतो: – तापमान वाढल्याने ऊतींचे थर्मल एक्सपेंशन कमी होते, ज्यामुळे दाब लहरी (म्हणजे अल्ट्रासाऊंड) निर्माण होतात.
३. अल्ट्रासोनिक डिटेक्शन: – निर्माण झालेल्या अल्ट्रासोनिक लहरी ऊतींमध्ये पसरतात आणि हे सिग्नल नंतर अल्ट्रासोनिक सेन्सर्स (जसे की अल्ट्रासोनिक प्रोब) द्वारे प्राप्त आणि रेकॉर्ड केले जातात.
४. प्रतिमा पुनर्बांधणी: गोळा केलेल्या अल्ट्रासोनिक सिग्नलची गणना केली जाते आणि ऊतींची रचना आणि कार्य प्रतिमा पुनर्बांधणी करण्यासाठी प्रक्रिया केली जाते, जी ऊतींची ऑप्टिकल शोषण वैशिष्ट्ये प्रदान करू शकते. फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंगचे फायदे: उच्च कॉन्ट्रास्ट: फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंग ऊतींच्या प्रकाश शोषण वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असते आणि वेगवेगळ्या ऊतींमध्ये (जसे की रक्त, चरबी, स्नायू इ.) प्रकाश शोषण्याची क्षमता वेगवेगळी असते, म्हणून ते उच्च-कॉन्ट्रास्ट प्रतिमा प्रदान करू शकते. उच्च रिझोल्यूशन: अल्ट्रासाऊंडच्या उच्च स्थानिक रिझोल्यूशनचा वापर करून, फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंग मिलिमीटर किंवा अगदी सब-मिलीमीटर इमेजिंग अचूकता प्राप्त करू शकते. नॉन-इनवेसिव्ह: फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंग नॉन-इनवेसिव्ह आहे, प्रकाश आणि ध्वनीमुळे ऊतींचे नुकसान होणार नाही, जे मानवी वैद्यकीय निदानासाठी खूप योग्य आहे. खोली इमेजिंग क्षमता: पारंपारिक ऑप्टिकल इमेजिंगच्या तुलनेत, फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंग त्वचेखाली अनेक सेंटीमीटर आत प्रवेश करू शकते, जे खोल ऊती इमेजिंगसाठी योग्य आहे.
अर्ज:
१. रक्तवहिन्यासंबंधी इमेजिंग: – फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंग रक्तातील हिमोग्लोबिनचे प्रकाश-शोषक गुणधर्म शोधू शकते, त्यामुळे ते सूक्ष्म रक्तवाहिन्यांची रचना आणि ऑक्सिजनेशन स्थिती अचूकपणे प्रदर्शित करू शकते जेणेकरून सूक्ष्म रक्तवाहिन्यांच्या तपासणीसाठी आणि रोगांचे मूल्यांकन करता येईल.
२. ट्यूमर शोधणे: – ट्यूमरच्या ऊतींमध्ये अँजिओजेनेसिस सहसा खूप जास्त प्रमाणात आढळते आणि फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंग रक्तवहिन्यासंबंधीच्या संरचनेतील असामान्यता शोधून ट्यूमरचे लवकर निदान करण्यास मदत करू शकते.
३. कार्यात्मक इमेजिंग: – फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंग ऊतींमध्ये ऑक्सिजनेशन आणि डीऑक्सिहेमोग्लोबिनचे प्रमाण शोधून ऊतींच्या ऑक्सिजन पुरवठ्याचे मूल्यांकन करू शकते, जे कर्करोग आणि हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधी रोगांसारख्या रोगांच्या कार्यात्मक देखरेखीसाठी खूप महत्वाचे आहे.
४. त्वचेचे इमेजिंग: – फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंग हे वरवरच्या ऊतींसाठी खूप संवेदनशील असल्याने, ते त्वचेच्या कर्करोगाचे लवकर निदान आणि त्वचेच्या विकृतींचे विश्लेषण करण्यासाठी योग्य आहे.
५. मेंदूचे इमेजिंग: फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंग स्ट्रोक आणि एपिलेप्सी सारख्या मेंदूच्या आजारांच्या अभ्यासासाठी नॉन-इनवेसिव्ह पद्धतीने मेंदूच्या रक्तप्रवाहाची माहिती मिळवू शकते.
फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंगची आव्हाने आणि विकास दिशानिर्देश:
प्रकाश स्रोतनिवड: वेगवेगळ्या तरंगलांबींचे प्रकाश प्रवेश वेगवेगळे असतात, योग्य तरंगलांबी संतुलन रिझोल्यूशन आणि प्रवेश खोली कशी निवडायची हे एक आव्हान आहे. सिग्नल प्रक्रिया: अल्ट्रासोनिक सिग्नलचे संपादन आणि प्रक्रिया करण्यासाठी उच्च-गती आणि अचूक अल्गोरिदम आवश्यक आहेत आणि प्रतिमा पुनर्बांधणी तंत्रज्ञानाचा विकास देखील महत्त्वपूर्ण आहे. मल्टीमोडल इमेजिंग: अधिक व्यापक बायोमेडिकल माहिती प्रदान करण्यासाठी फोटोअकॉस्टिक इमेजिंग इतर इमेजिंग पद्धतींसह (जसे की एमआरआय, सीटी, अल्ट्रासाऊंड इमेजिंग) एकत्र केले जाऊ शकते.
फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंग ही एक नवीन आणि बहु-कार्यात्मक बायोमेडिकल इमेजिंग तंत्रज्ञान आहे, ज्यामध्ये उच्च कॉन्ट्रास्ट, उच्च रिझोल्यूशन आणि नॉन-इनवेसिव्हची वैशिष्ट्ये आहेत. तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, फोटोअ‍ॅकॉस्टिक इमेजिंगला वैद्यकीय निदान, मूलभूत जीवशास्त्र संशोधन, औषध विकास आणि इतर क्षेत्रांमध्ये व्यापक अनुप्रयोग शक्यता आहेत.
पोस्ट वेळ: सप्टेंबर-२३-२०२४