Những hệ thống dựa trên ánh sáng, bao gồm các tấm ảnh, máy dò và máy dò hiện đại, hiện đang cung cấp thông tin thực tế, chính xác về trạng thái bên trong cơ thể mà không cần mẫu hoặc vết rạch. những cải tiến này xây dựng trên hàng thập kỷ nghiên cứu về quang học và sinh học, và hứa hẹn sẽ đưa ra những chẩn đoán nhanh hơn, an toàn hơn, và dễ tiếp cận hơn trong các thiết lập lâm sàng.

Nền tảng của chẩn đoán ảnh chụp

Khả năng thâm nhập vào các mô sinh học và tương tác với các tế bào hình thành cơ sở của việc chẩn đoán quang học, chụp ảnh, phân tán và quang hợp khi gặp các mô khác nhau. Bằng cách phân tích các tế bào, các nhà sinh vật học có thể suy luận về sinh học và hình thái học, và các đặc điểm này giúp quang học và quang học phát quang học ở một số đường kính gần (có thể phân tích 650–13 n) đặc biệt hữu ích vì nó giúp chúng ta thâm nhập sâu hơn trong khi xử lý sự lão hóa của các chất trong nước và trong khi các chất lỏng. Nguyên tắc này cho phép các kỹ thuật quang học này giúp quang học và quang phổ phổ phổ ở nhiều đường kính thiên văn học ở các lớp học.

Phương pháp chụp ảnh vốn không phải xâm nhập: ánh sáng được áp dụng bên ngoài thông qua da, màng mucus, hoặc các cấu trúc cơ thể tự nhiên. Không giống như chụp X-quang hay chụp CT, chúng sử dụng bức xạ không gây ảnh, làm cho chúng an toàn để sử dụng lặp đi lặp lại. Hồ sơ an toàn này mở cửa cho việc kiểm tra thường xuyên, giám sát các bệnh mãn tính, và hướng dẫn thời gian thực trong khi phẫu thuật.

Kỹ thuật chụp ảnh lõi

Bộ tổng hợp quang học (OCT)

OCT chụp ảnh cắt ngang rộng các mô bằng cách sử dụng kỹ thuật quang học thấp. Nó cung cấp độ phân giải vi mô cho độ sâu 1–2 mm, tạo lý tưởng cho việc chụp ảnh võng mạc, động mạch vành và lớp da. Trong tiểu học, OCT là tiêu chuẩn cho việc diminate retry, thoái hóa tiểu đường, thoái hóa macle, và tăng cường nhãn cầu. Những phát triển gần đây bao gồm sự phân giải cao và OCT và OCT, hình dung dòng máu chảy không có sự tương phản. [T: 0] Theo thiết lập chính thức kỹ thuật thẩm tra, OT: OT: 1] đang được kiểm tra và thiết lập cấp thiết lập chính.

Bản sao quang phổ khác (DOS) và bộ phận quang phổ của khuếch tán (DOT)

DOS đo lường sự phân tán gần phạm vi của ánh sáng và hấp thụ trong mô. Nó định lượng sự tập trung của oxy hóa và oxy hóa chất Hemogbin, nước, lilid, và các chất cromophores khác. Thông tin này giúp đánh giá sự trao đổi chất mô, phát hiện các khối u (thường thay đổi mạch máu) và theo dõi chức năng của não bộ. DOT mở rộng DOS bằng cách tái tạo các tính chất quang học ba chiều. Ứng dụng y khoa bao gồm việc kiểm tra ung thư vú, kiểm tra bộ não bộ trong khi phẫu thuật, và đánh giá vết thương.

Hình chụp (PAI)

PRI kết hợp các xung laser với phát hiện sóng siêu âm. Khi xung laser ngắn bị hấp thụ bởi mô, nhiệt độ cục bộ tạo ra sóng âm thanh phát hiện sóng siêu âm. Phương pháp lai này cung cấp độ tương phản cao (nh tương phản với tuyến nam, melanin, và các chất crophopholes khác) với độ phân giải siêu âm ở độ sâu vài cm. Ảnh chụp hiển thị biểu đồ tần số siêu âm (PAT) và siêu nhỏ quang hợp (PAMM) là các biến thể được dùng để hình dung các mô hình khối u, mạng bụng, và thương tổn. [L: 0] có tính năng lượng cực nhỏ [T: 1] để chỉ dẫn tôi đầu tiên phát hiện ra phương tiện phát hiện các ống dẫn của nó.

Kính thiên văn Raman

quang phổ Raman soi lại các rung động phân tử bằng cách phân tích các mô lành mạnh không có nhãn, cho phép đánh giá các phần lề trong thời gian thực. [FL: 0] tiến bộ [FLT: 1] bao gồm các thăm dò tuyến tử cung để cắt nội soi và siêu âm.

Kính thiên văn và quang phổ thời gian

Khi một số phân tử (fluorophores) hấp thụ ánh sáng, chúng phát ra ánh sáng có độ sáng thêm sóng âm. Độ bão hòa nhiệt điện tử nội soi cho thấy sự tương phản giữa các chất chuyển hóa dinh dưỡng, cho thấy lời hứa phát hiện ung thư miệng và tiểu hành tinh. v. d. indocyanine cũng được dùng cho sơ đồ địa lý và tiểu đường.

Ứng dụng y khoa vượt quá các chuyên môn

Khoa nhãn khoa

Khả năng quang học vẫn còn là công cụ chẩn đoán quang học được thừa nhận rộng rãi nhất trong ngành nhãn khoa. Nó cung cấp chi tiết về lớp võng mạc cần thiết để quản lý sự thoái hóa điểm vàng, tiểu đường và bệnh tăng cường huyết áp. chụp X-quang tuyến tính (CTA) hiện nay cho phép hình dung 3 chiều mạng võng mạc không tiêm thuốc nhuộm, giảm nguy cơ cho bệnh nhân.

Khoa tim học

Các mạch máu OCT sử dụng ống thông để hình ảnh động mạch vành với 10–15 độ phân giải, vượt quá các bản siêu âm hình ảnh cho các đặc tính của mảng bám, độ căng và sự mổ xẻ. Hình ảnh chụp cũng đang được điều tra để phát hiện các mảng lông lipid- richd dễ vỡ.

Khoa ung thư

Phương pháp phát hiện và hướng dẫn phẫu thuật bằng quang học ảnh chụp ảnh ảnh quang phổ được mã hóa để kiểm tra ung thư vú, đặc biệt là trong mô vú dày, nơi chụp X-quang vú bị hạn chế. Phương pháp quang phổ của người đàn ông giúp bác sĩ giải phẫu nhận diện các lề khối u trong khi phẫu thuật, giảm nhu cầu phẫu thuật lặp lại. [FLT: 0] Đánh giá lề thời gian [FL: 1] với những kỹ thuật này là một lĩnh vực lớn của thử nghiệm lâm sàng.

Phân tử học

Vi mô phản xạ và quang phổ không xâm nhập có thể phân loại khối u da dựa trên các dấu hiệu hóa sinh. Các công cụ này giảm sự cắt bỏ không cần thiết và tăng tốc độ chẩn đoán trong phòng khám da.

Thần kinh học

Các quang phổ gần hồng ngoại (fNIRS) theo dõi sự ô-xy não bộ và động lực qua da đầu. Nó được dùng trong việc nhận thức thần kinh học, phục hồi chức năng và trẻ sơ sinh. Phân chia quang phổ (DS) đo lường chỉ số máu lưu thông máu, giá trị để đánh giá bệnh nhân đột quỵ và tổn thương não. Những kỹ thuật này đang trở nên nhỏ hơn và có giá hơn, cho phép sử dụng bên cạnh giường.

Những tiến bộ kỹ thuật thúc đẩy sự tiến bộ

Thiết bị thu nhỏ và có thể đeo

Tiến triển trong máy laser bán dẫn, hệ thống cơ khí vi mô (MEMS), và các mạch điện tích hợp ảnh điện tử thu nhỏ từ xe đẩy cho đến máy dò và cảm biến có thể đeo. [FLT: 0] Hệ thống quang phổ [Fler-wornnnnmeters và đầu băng thông để giám sát liên tục não là ví dụ. Các mảng ảnh có thể theo dõi nhịp tim, ô-xy và thậm chí không phải là mức độ mở rộng cho bệnh mãn tính.

Trí thông minh nhân tạo và xử lý tín hiệu

Các thuật toán học sâu giờ đây phân tích dữ liệu quang hợp - cho dù ảnh chụp OCT, Raman quang phổ, hay các tín hiệu quang hợp để tự động phát hiện các mẫu bệnh. AI cải thiện độ chính xác chẩn đoán, giảm thời gian giải thích, và giúp hiệu hiệu khác với nhiễu trong môi trường mô phức tạp. Lấy thí dụ, [FLT: 0] mạng lưới [FLT: 0] đã được đào tạo [FLT: 1] để phân loại các tổn thương da từ ảnh phản chiếu cấu trúc cấu trúc tương đương với các chuyên gia Derek.

Hệ thống ảnh chụp đa kênh

Kết hợp các kỹ thuật bổ sung trong một công cụ tạo ra sức mạnh của chúng. Các thiết bị thăm dò siêu âm OCT-phoactic đồng thời cung cấp thông tin cấu trúc và mạch máu. Hệ thống tính chất Raman- fluorescity cung cấp sự tương phản sinh học và trao đổi chất. Các hệ thống lai này đặc biệt có giá trị trong khoa học ung thư, nơi mà khối u đa dạng sinh học yêu cầu nhiều loại dữ liệu để chính xác hóa tính cách.

Những thử thách và giới hạn

Mặc dù sự tiến bộ đáng kể, chẩn đoán bằng ảnh động đối mặt với nhiều chướng ngại trước khi được nhận dạng thường xuyên. [FLT: 0] Mặc dù sự thâm nhập [FLT: 1] chỉ giới hạn vài cm trong hầu hết các kỹ thuật vì sự phân tán và áp dụng cho cơ quan, không thể hình ảnh sâu hơn mà không có khả năng truy cập nội tạng nội soi. [từ thở, nhịp tim] Chất lượng ảnh giảm dần [FLT: 1], đặc biệt trong mô năng động học tập nhiều mô, qua các bệnh nhân (có màu da, tuổi tác, cơ thể, cần thiết độ lão hóa độ cao và tiêu chuẩn hóa tiêu chuẩn. Mặc dù có thể được bảo vệ khả năng tăng khả năng hỗ trợ hỗ trợ điện tử. Việc sử dụng các thiết bị ảnh, nhưng có thể đòi hỏi sự hỗ trợ khả năng thẩm định hiệu chỉnh các tiến trình điều khiển ảnh mới.

Quan điểm tương lai

Các nhà nghiên cứu đang phát triển “các nền tảng sinh thiết quang có thể tiếp tục giám sát kỹ lưỡng các tế bào ung thư trong các thiết lập mã nguồn thấp. Sự tích hợp với phương pháp quang hợp từ xa và phân tích dựa trên mây có thể mang lại các chẩn đoán chuyên gia đến các vùng xa xôi. Các bộ phận cảm biến quang học có thể tiếp tục giám sát nồng độ, hoặc thậm chí là các tế bào tuần hoàn của khối u, cung cấp cảnh báo về sự chuyển hóa hoặc ác tính. Sự kết hợp giữa các phương pháp quang hợp với các phương pháp điện tử khác như siêu âm, quang hợp từ (nh quang hợp với các nguyên tắc điện tử) và các nguyên tắc điện tử sẽ giúp cho bệnh nhân có khả năng tự hào về sức khỏe.

Một biên giới khác là [FLT: 0] phương pháp điều trị ảnh động được theo ảnh chụp [FLT: 1]. Tiến bộ trong các tác nhân phân tử, bao gồm cả các hình ảnh và máy dò nhiệt độ, sẽ cải thiện tính cụ thể. Khi thành phần quang hợp trở nên rẻ hơn và mạnh hơn, việc chẩn đoán không xâm phạm sẽ đạt được thiết lập chính yếu, thu nhập thấp, thậm chí là thị trường tiêu dùng. Tiếp tục đầu tư trong kỹ thuật chụp ảnh và công nghệ hóa kỹ thuật chụp ảnh để đảm bảo sự phát hiện và làm tăng sự khó chịu, bệnh nhân sẽ giảm bớt sự khó chịu.

Để đọc thêm, xin xem các bản ôn lại từ Thư Viện Kỹ Thuật Số ) ) và những bài viết gần đây trong N Can Ảnh [FLT:] .