ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગના સિદ્ધાંતો

ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગના સિદ્ધાંતો

ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ (પીએઆઈ) એ એક તબીબી ઇમેજિંગ તકનીક છે જે જોડાય છેવિકલ્પઅને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક સંકેતો બનાવવા માટે ધ્વનિશાસ્ત્રપ્રકાશઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન પેશી છબીઓ મેળવવા માટે પેશીઓ સાથે. તેનો ઉપયોગ બાયોમેડિકલ ક્ષેત્રોમાં, ખાસ કરીને ગાંઠની તપાસ, વેસ્ક્યુલર ઇમેજિંગ, ત્વચા ઇમેજિંગ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં થાય છે.

સિદ્ધાંત:
1. પ્રકાશ શોષણ અને થર્મલ વિસ્તરણ: - ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ પ્રકાશ શોષણ દ્વારા ઉત્પાદિત થર્મલ અસરનો ઉપયોગ કરે છે. પેશીઓમાં રંગદ્રવ્યના અણુઓ (દા.ત., હિમોગ્લોબિન, મેલાનિન) ફોટોન શોષી લે છે (સામાન્ય રીતે નજીકથી ઇન્ફ્રારેડ લાઇટ), જે ગરમી energy ર્જામાં ફેરવાય છે, જેના કારણે સ્થાનિક તાપમાન વધે છે.
2. થર્મલ વિસ્તરણ અલ્ટ્રાસાઉન્ડનું કારણ બને છે: - તાપમાનમાં વધારો પેશીઓના નાના થર્મલ વિસ્તરણ તરફ દોરી જાય છે, જે દબાણ તરંગો (એટલે ​​કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ) ઉત્પન્ન કરે છે.
.
. ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગના ફાયદા: ઉચ્ચ વિરોધાભાસ: ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ પેશીઓની પ્રકાશ શોષણ લાક્ષણિકતાઓ અને વિવિધ પેશીઓ (જેમ કે લોહી, ચરબી, સ્નાયુ, વગેરે) પર આધાર રાખે છે, જેથી તે પ્રકાશને શોષી લેવાની વિવિધ ક્ષમતાઓ ધરાવે છે, તેથી તે ઉચ્ચ-વિરોધાભાસી છબીઓ પ્રદાન કરી શકે. ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન: અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉચ્ચ અવકાશી રીઝોલ્યુશનનો ઉપયોગ કરીને, ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ મિલીમીટર અથવા તો પેટા-મીલીમીટર ઇમેજિંગ ચોકસાઈ પ્રાપ્ત કરી શકે છે. આક્રમક: ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ એ આક્રમક છે, પ્રકાશ અને ધ્વનિ પેશીઓને નુકસાન પહોંચાડશે નહીં, માનવ તબીબી નિદાન માટે ખૂબ યોગ્ય છે. Depth ંડાઈની ઇમેજિંગ ક્ષમતા: પરંપરાગત opt પ્ટિકલ ઇમેજિંગની તુલનામાં, ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ ત્વચા હેઠળ ઘણા સેન્ટિમીટરમાં પ્રવેશ કરી શકે છે, જે deep ંડા ટીશ્યુ ઇમેજિંગ માટે યોગ્ય છે.

અરજી:
1. વેસ્ક્યુલર ઇમેજિંગ:-ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ લોહીમાં હિમોગ્લોબિનના પ્રકાશ-શોષક ગુણધર્મોને શોધી શકે છે, જેથી તે માઇક્રોસિરક્યુલેશન અને જજિંગ રોગોને મોનિટર કરવા માટે રક્ત વાહિનીઓની રચના અને ઓક્સિજનની સ્થિતિને સચોટ રીતે પ્રદર્શિત કરી શકે છે.
2. ગાંઠની તપાસ: - ગાંઠના પેશીઓમાં એન્જીયોજેનેસિસ સામાન્ય રીતે ખૂબ વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે, અને ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ વેસ્ક્યુલર બંધારણમાં અસામાન્યતા શોધીને ગાંઠોની વહેલી તપાસમાં મદદ કરી શકે છે.
3. ફંક્શનલ ઇમેજિંગ: - ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ પેશીઓમાં ઓક્સિજનકરણ અને ડિઓક્સિહેમોગ્લોબિનની સાંદ્રતા શોધીને પેશીઓના ઓક્સિજન સપ્લાયનું મૂલ્યાંકન કરી શકે છે, જે કેન્સર અને રક્તવાહિની રોગ જેવા રોગોના કાર્યાત્મક દેખરેખ માટે ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે.
. ત્વચા ઇમેજિંગ: - કારણ કે ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ સુપરફિસિયલ પેશીઓ માટે ખૂબ સંવેદનશીલ છે, તે ત્વચાના કેન્સરની વહેલી તપાસ અને ત્વચાની અસામાન્યતાના વિશ્લેષણ માટે યોગ્ય છે.
. મગજની ઇમેજિંગ: ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ સ્ટ્રોક અને વાઈ જેવા મગજના રોગોના અભ્યાસ માટે બિન-આક્રમક રીતે મગજનો રક્ત પ્રવાહની માહિતી મેળવી શકે છે.

ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગની પડકારો અને વિકાસ દિશાઓ:
પ્રકાશ સ્ત્રોતપસંદગી: વિવિધ તરંગલંબાઇનું પ્રકાશ ઘૂંસપેંઠ અલગ છે, યોગ્ય તરંગલંબાઇ સંતુલન રીઝોલ્યુશન અને ઘૂંસપેંઠની depth ંડાઈ કેવી રીતે પસંદ કરવી તે એક પડકાર છે. સિગ્નલ પ્રોસેસીંગ: અલ્ટ્રાસોનિક સંકેતોના સંપાદન અને પ્રક્રિયામાં હાઇ-સ્પીડ અને સચોટ એલ્ગોરિધમ્સની જરૂર હોય છે, અને છબી પુનર્નિર્માણ તકનીકનો વિકાસ પણ નિર્ણાયક છે. મલ્ટિમોડલ ઇમેજિંગ: વધુ વ્યાપક બાયોમેડિકલ માહિતી પ્રદાન કરવા માટે ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગને અન્ય ઇમેજિંગ પદ્ધતિઓ (જેમ કે એમઆરઆઈ, સીટી, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઇમેજિંગ) સાથે જોડી શકાય છે.

ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગ એ એક નવી અને મલ્ટિ-ફંક્શનલ બાયોમેડિકલ ઇમેજિંગ તકનીક છે, જેમાં ઉચ્ચ વિરોધાભાસ, ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન અને બિન-આક્રમક લાક્ષણિકતાઓ છે. તકનીકીના વિકાસ સાથે, ફોટોકોસ્ટિક ઇમેજિંગમાં તબીબી નિદાન, મૂળભૂત બાયોલોજી સંશોધન, ડ્રગ ડેવલપમેન્ટ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન સંભાવના છે.