मेडिकल ऑप्टिकल इमेजिंग

मेडिकल ऑप्टिकल इमेजिंग चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए एक जांचात्मक :wikt:इमेजिंग तकनीक के रूप में प्रकाश का उपयोग है, जिसका आविष्कार अमेरिकियों भौतिक रसायनज्ञ ब्रिटन चांस ने किया था। उदाहरणों में ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी, स्पेक्ट्रोस्कोपी, एंडोस्कोपी, स्कैनिंग लेजर ऑप्थाल्मोस्कोपी, लेजर डॉपलर इमेजिंग और ऑप्टिकल कोहरेन्स टोमोग्राफी शामिल हैं। चूँकि प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है, इसी तरह की घटनाएँ एक्स-रे, माइक्रोवेव और रेडियो तरंगों में होती हैं।

ऑप्टिकल इमेजिंग सिस्टम को डिफ्यूसिव में विभाजित किया जा सकता है और बैलिस्टिक इमेजिंग सिस्टम. बोनर एट अल द्वारा अशांत जैविक मीडिया में फोटॉन प्रवासन के लिए एक मॉडल विकसित किया गया है।इस तरह के मॉडल को लेजर डॉपलर रक्त-प्रवाह मॉनिटर से प्राप्त व्याख्या डेटा और चिकित्सीय के लिए प्रोटोकॉल डिजाइन करने के लिए लागू किया जा सकता है ऊतक क्रोमोफोरस का उत्तेजना।

डिफ्यूसिव ऑप्टिकल इमेजिंग

फैलाना ऑप्टिकल इमेजिंग (डीओआई) निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी (एनआईआरएस) का उपयोग करके इमेजिंग की एक विधि है या प्रतिदीप्ति-आधारित विधियाँ। जब छविकृत सामग्री के 3डी वॉल्यूमेट्रिक मॉडल बनाने के लिए डीओआई का उपयोग किया जाता है तो उसे फैलाना ऑप्टिकल टोमोग्राफी कहा जाता है, जबकि 2डी इमेजिंग विधियों को फैलाना ऑप्टिकल स्थलाकृति के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

इस तकनीक में तंत्रिका विज्ञान, खेल चिकित्सा, घाव की निगरानी और कैंसर का पता लगाने के लिए कई अनुप्रयोग हैं। आमतौर पर डीओआई तकनीक ऑक्सीजन युक्त और डीऑक्सीजनेटेड हीमोग्लोबिन की सांद्रता में परिवर्तन की निगरानी करती है और इसके अलावा साइटोक्रोम के रेडॉक्स राज्यों को भी माप सकती है। उपयोग के आधार पर तकनीक को डिफ्यूज़ ऑप्टिकल टोमोग्राफी (डीओटी), नियर इंफ्रारेड ऑप्टिकल टोमोग्राफी (एनआईआरओटी) या फ्लोरोसेंस डिफ्यूज़ ऑप्टिकल टोमोग्राफी (एफडीओटी) भी कहा जा सकता है।

तंत्रिका विज्ञान में, एनआईआर तरंग दैर्ध्य, डीओआई तकनीकों का उपयोग करके किए गए कार्यात्मक माप इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी के पास कार्यात्मकएफएनआईआरएस) के पास कार्यात्मक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

बैलिस्टिक ऑप्टिकल इमेजिंग

बैलिस्टिक फोटॉन वे प्रकाश फोटॉन होते हैं जो एक सीधी रेखा में प्रकीर्णन (मैलापन) वाले ऑप्टिकल माध्यम से यात्रा करते हैं। इसे बैलिस्टिक प्रकाश के रूप में भी जाना जाता है। यदि लेज़र स्पंदों को कोहरे या ऊतक (जीव विज्ञान) जैसे अशांत माध्यम से भेजा जाता है, तो अधिकांश फोटॉन या तो बेतरतीब ढंग से बिखरे हुए होते हैं या अवशोषित होते हैं। हालाँकि, कम दूरी पर, कुछ फोटॉन सीधी रेखाओं में प्रकीर्णन माध्यम से गुजरते हैं। इन सुसंगत फोटोन को बैलिस्टिक फोटॉन कहा जाता है। जो फोटॉन थोड़े बिखरे हुए होते हैं, कुछ हद तक सुसंगति (भौतिकी) बनाए रखते हैं, उन्हें स्नेक फोटॉन कहा जाता है।

यदि कुशलता से पता लगाया जाए, तो विशेष रूप से सुसंगत उच्च रिज़ॉल्यूशन मेडिकल इमेजिंग सिस्टम में बैलिस्टिक फोटॉन के लिए कई अनुप्रयोग हैं। बैलिस्टिक स्कैनर (अल्ट्राफास्ट टाइम गेट्स का उपयोग करके) और ऑप्टिकल कोहेरेंस टोमोग्राफी (ओसीटी) (इंटरफेरोमेट्री सिद्धांत का उपयोग करके) केवल दो लोकप्रिय इमेजिंग सिस्टम हैं जो विवर्तन-सीमित प्रणाली | विवर्तन-सीमित छवियां बनाने के लिए बैलिस्टिक फोटॉन डिटेक्शन पर भरोसा करते हैं। अन्य मौजूदा इमेजिंग तौर-तरीकों (उदाहरण के लिए, अल्ट्रासाउंड और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग) पर लाभ यह है कि बैलिस्टिक इमेजिंग 1 से 10 माइक्रो-मीटर के क्रम में उच्च रिज़ॉल्यूशन प्राप्त कर सकती है, हालांकि इसमें इमेजिंग गहराई सीमित है। इसके अलावा, सिग्नल की 'शक्ति' (यानी, सिग्नल-टू-शोर अनुपात) को बढ़ाने के लिए अधिक बिखरे हुए 'अर्ध-बैलिस्टिक' फोटॉन को अक्सर मापा जाता है।

प्रकीर्णन माध्यम में बैलिस्टिक फोटॉन की घातीय कमी (दूरी के संबंध में) के कारण, उच्च गुणवत्ता वाली छवियों के पुनर्निर्माण के लिए, अक्सर छवि प्रसंस्करण तकनीकों को कच्ची कैप्चर की गई बैलिस्टिक छवियों पर लागू किया जाता है। बैलिस्टिक इमेजिंग तौर-तरीकों का उद्देश्य गैर-बैलिस्टिक फोटॉनों को अस्वीकार करना और उपयोगी जानकारी रखने वाले बैलिस्टिक फोटॉनों को बनाए रखना है। इस कार्य को करने के लिए, बैलिस्टिक फोटॉन बनाम गैर-बैलिस्टिक फोटॉन की विशिष्ट विशेषताओं का उपयोग किया जाता है, जैसे सुसंगत गेटेड इमेजिंग, कोलिमेशन, वेवफ्रंट प्रसार और ध्रुवीकरण के माध्यम से उड़ान का समय।

यह भी देखें

• बैलिस्टिक फोटॉन
• डिफ्यूज़ ऑप्टिकल इमेजिंग
• ऑप्टिकल कोहरेन्स टोमोग्राफी
• ऑप्टिकल टोमोग्राफी
• फोटॉन प्रसार
• फोटॉन प्रसार समीकरण
• लेजर डॉपलर इमेजिंग

बाहरी संबंध

• Medical Optics Group at ICFO, Barcelona, Spain
• Understanding Near-Infrared Imaging – Resource to better understand the benefits of Near-Infrared imaging.
• Diffuse Optics Lab at University of Pennsylvania, Philadelphia
• DOI at Massachusetts General Hospital, Boston
• Biomedical Imaging Group at Dartmouth
• DOS/I Lab at the Beckman Laser Institute, University of California, Irvine
• A review article in the field by A.P. Gibson et al.
• An article on optical breast imaging
• Illinois ECE 460 Principles of Optical Imaging Course lecture notes
• MRRA Inc. fNIRS Systems [1]