التصوير الصوتي الضوئي بالليزر النبضي (PL-PAI) هو أسلوب تصوير حيوي طبي حديث. وباعتباره أسلوب تصوير غير جراحي وغير مؤين، فهو يجمع بين خصائص الانتقاء العالية للتصوير الضوئي للأنسجة وخصائص الاختراق العميق للتصوير بالموجات فوق الصوتية للأنسجة. يتجنب هذا الأسلوب تأثير تشتت الضوء من حيث المبدأ، ويمكنه الحصول على صور أنسجة عالية الدقة والتباين، ولذلك يحظى باهتمام متزايد من قبل الخبراء في المجال الحيوي الطبي، ويجري تطبيقه على نطاق واسع.

تقنية تصوير مبتكرة:

يُستخدم التصوير الصوتي الضوئي بالليزر النبضي في مجالين رئيسيين: الطب السريري والكشف البيولوجي. تتميز هذه التقنية بمزاياها الفريدة التي تجعلها تتفوق على طرق التصوير التقليدية كالتصوير بالموجات فوق الصوتية والتصوير المقطعي المحوسب. وبفضل عرض النبضة الضيق لليزر النبضي، تصل دقة التصوير إلى مستوى الميكرون. ونظرًا لاختلاف امتصاص المواد في خلايا الأنسجة للأطوال الموجية، تتميز صور التصوير بخرائط تباين فائقة. وعند تسليط شعاع ليزر بطول موجي محدد، كليزر 532 نانومتر، تخترق الفوتونات الأنسجة حتى عمق عدة سنتيمترات، مما يتيح تصوير الأنسجة العميقة. ولأن هذه التقنية لا تتطلب استخدام أي عامل تباين خارجي، فإن سلامة المُشغِّل والعينة محفوظة، ولا داعي للقلق بشأن آثار الإشعاع. وأخيرًا، توفر هذه التقنية معلومات وظيفية قيّمة، مثل تشبع الأنسجة بالأكسجين وديناميكا الدم.

مبدأ:

يمكن تقسيم مبدأ التصوير الصوتي الضوئي إلى خمس خطوات. في الخطوة الأولى، يُسلط شعاع ليزر ذو عرض نبضي ضيق على النسيج الحيوي، فيمتص النسيج طاقة الليزر. في الخطوة الثانية، يمتص النسيج كمية كبيرة من الطاقة ولا يستطيع إطلاقها بسرعة، فترتفع درجة حرارته، مما يؤدي إلى تمدد حراري مرن، ويتسبب التدفق الحراري الدوري في تمدد وانكماش الوسط المحيط، مُحفزًا بذلك الموجات فوق الصوتية. في الخطوة الثالثة، يستقبل محول الطاقة فوق الصوتي الإشارة فوق الصوتية المُولدة من النسيج. في الخطوة الرابعة، تقوم دائرة كهربائية مُخصصة بتضخيم الإشارة فوق الصوتية المُستقبلة وترشيحها. في الخطوة الأخيرة، يستخدم الحاسوب خوارزمية لإعادة بناء الصورة لتحويل الإشارة فوق الصوتية إلى صورة للبنية الداخلية للنسيج. عندما يكون الإضاءة منتظمة، تتوافق الصورة المُعاد بناؤها مع توزيع الامتصاص بشكل دقيق.

معدات

نظام التصوير الصوتي الضوئي هو نظام معقد يتألف بشكل أساسي من أربعة مكونات رئيسية: مصدر ضوء ليزر نبضي، ونظام كشف بالموجات فوق الصوتية، ونظام مسح ضوئي، ونظام تحكم حاسوبي. يُعد مصدر الضوء المكون الأساسي للتصوير الصوتي الضوئي، ويُستخدم عادةً ليزر Nd:YAG، وليزر 532 نانومتر القائم على مضاعفة تردد ليزر Nd:YAG. في ليزر Nd:YAG أو ليزر 532 نانومتر القائم على مضاعفة تردد ليزر Nd:YAG، تُفضل ليزرات الرقائق الدقيقة نظرًا لصغر حجمها، وقوة ذروتها، واستقرارها العالي، وتكلفتها المنخفضة. في أنظمة الكشف بالموجات فوق الصوتية، تُستخدم عادةً محولات طاقة كهرضغطية خزفية، ومحولات طاقة ميكانيكية دقيقة سعوية. يتم دمج النوع الأول مع ليزر رقاقة دقيقة لتحقيق أفضل توافق. باستخدام نظام المسح الضوئي، يمكن مسح عينات الأنسجة ثنائيًا أو ثلاثي الأبعاد. أخيرًا، يقوم النظام الحاسوبي بإعادة بناء الصورة للحصول على صورة عالية الدقة والتباين.

ريل لايت نوفر منتجات ليزر نبضي بأطوال موجية وعرض نبضات مختلفة لتطبيقات التصوير الصوتي الضوئي، مثل ليزر نبضي بطول موجي 1064 نانومتر، وليزر نبضي بطول موجي 532 نانومتر، وما إلى ذلك. مجموعة كاملة من ليزر نبضي دقيق تم اختبار المنتجات والتحقق منها، وتتميز بثبات عالٍ وموثوقية جيدة وحجم صغير وسهولة دمجها مع المنتجات المتوافقة.

احتياطات:

في التطبيقات العملية، ونظرًا لاختلاف خصائص امتصاص الليزر وعمق الأنسجة تحت الجلد، فضلًا عن التباينات الأخرى، غالبًا ما يكون من الضروري للمختصين اختيار معايير الليزر المناسبة وبرامج المسح الضوئي الملائمة. وفي الطب السريري، من الضروري أيضًا الحصول على تعاون المرضى، والاهتمام بسلامة الليزر، وحماية المرضى، مع مراعاة حالتهم الصحية.

تنويه: بعض محتوى هذه المقالة مأخوذ من الإنترنت، وذلك لأغراض البحث التقني وتبادل المعلومات، وللاطلاع والتعلم فقط. في حال وجود أي خطأ في الوصف أو خطأ علمي، نرجو إبلاغنا فورًا. في حال وجود أي مشاكل متعلقة بحقوق النشر، يرجى التواصل معنا وسنقوم بالتحقق من الأمر وإزالته في أقرب وقت ممكن.