การถ่ายภาพอัลตราซาวนด์ใช้การสะท้อนของคลื่นเพื่อสร้างภาพเนื้อเยื่ออ่อนภายในร่างกาย อย่างไรก็ตาม เนื้อเยื่ออ่อนมีความไม่เท่ากันโดยธรรมชาติซึ่งสามารถบิดเบือนเหตุการณ์และสะท้อนคลื่นที่แพร่กระจายได้ ดังนั้น ความผันผวนของความเร็วคลื่นและเหตุการณ์การกระเจิงหลายครั้งทำให้เกิดภาพพร่ามัวอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพื่อแก้ไขปัญหาความเสื่อมคุณภาพของภาพ
นักวิจัยได้ใช้วิธีการปรับโฟกัสแบบปรับได้
ซึ่งสามารถชดเชยการบิดเบือนของภาพที่เกิดจากส่วนต่อประสานที่ไม่สม่ำเสมอหรือความไม่เป็นเนื้อเดียวกันของเนื้อเยื่อ วิธีการปรับโฟกัสแบบปรับได้แบบทั่วไปนั้นใช้ตัวกระจายสัญญาณที่โดดเด่น ซึ่งเป็นจุดอ้างอิงที่ประดิษฐ์ขึ้นเพื่อสะท้อนสัญญาณที่จะปรับให้เหมาะสม อย่างไรก็ตาม มันไม่ตรงไปตรงมาเสมอไปที่จะสร้างจุดอ้างอิงที่อธิบายถึงความไม่สมบูรณ์ทั้งหมดของตัวกลางที่ต่างกัน นอกจากนี้ วิธีการปรับโฟกัสแบบปกติที่แก้ไขความคลาดเคลื่อนเพื่อปรับคุณภาพของภาพให้เหมาะสมที่สุดมักจะขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่ว่าความคลาดเคลื่อนเหล่านี้จะไม่เปลี่ยนแปลงตลอดระยะชัดลึก ในความเป็นจริง ขอบเขตของการบิดเบือนของภาพอาจแตกต่างกันไปตามหน้าที่ของความลึกของภาพภายในเนื้อเยื่อชีวภาพ
เพื่อเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้สำหรับการถ่ายภาพอัลตราซาวนด์ กลุ่มภาพอะคูสติกหลายกลุ่มได้พัฒนาวิธีการในการประมาณการและชดเชยความล่าช้าของเวลาของสัญญาณที่ปล่อยออกมาและสัญญาณสะท้อนกลับ (เมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านความลึกของเนื้อเยื่อต่างๆ) และทำแผนที่การกระจายความเร็วของเสียงเพื่อให้สามารถสร้างใหม่ได้ ของภาพ แต่วิธีการทั่วไปที่สามารถขยายไปสู่คลื่นประเภทใดก็ได้ไม่เคยมีมาก่อน ตอนนี้ นักวิจัยจากInstitut Langevin (ESPCI Paris, PSL University, CNRS) ซึ่งนำโดยAlexandre Aubryได้พัฒนาวิธีการเมทริกซ์สากลสำหรับการถ่ายภาพคลื่นโดยใช้เครือข่ายเซ็นเซอร์หลายตัว
ในความร่วมมือกับSuperSonic Imagineนักวิจัย
ได้เผยแพร่วิธีการสร้างภาพของพวกเขา ซึ่งเป็นวิธีเมทริกซ์สะท้อนแสงสำหรับการถ่ายภาพเชิงปริมาณของสื่อกระเจิงในPhysical Review Xเมื่อต้นเดือนมิถุนายน หนึ่งสัปดาห์ต่อมา พวกเขาได้เผยแพร่หลักการทดลองพิสูจน์ผลทางทฤษฎีในPNAS ในการศึกษาหลังนี้ นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่ารูปแบบทางคณิตศาสตร์ของพวกมันสามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ใน ภาพ ในร่างกายของร่างกายมนุษย์
ความแปลกใหม่ของงานของทีมคือ แนวทางเมทริกซ์การสะท้อนไม่เหมือนกับวิธีการโฟกัสแบบปรับตัว ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแพทช์ไอโซพลานาติกเดียว วิธีการของพวกเขาจะดึงเมทริกซ์การส่งผ่านซึ่งเชื่อมต่อจุดใดๆ ในเนื้อเยื่อกับอาร์เรย์ของเซ็นเซอร์อัลตราซาวนด์ภายนอก เพื่อจัดการกับความท้าทายที่เกิดจากการกระเจิงแบบสุ่มในการใช้งานอัลตราซาวนด์ทางการแพทย์
ปรับปรุงความละเอียดของภาพเทคนิคใหม่นี้จะบันทึกแอมพลิจูดและเฟสของการตอบสนองของเนื้อเยื่อ กล่าวคือ สัญญาณอัลตราซาวนด์ที่สะท้อนจากเนื้อเยื่อ จากนั้นโดยใช้เมทริกซ์ที่ขึ้นกับตำแหน่ง องค์ประกอบที่สอดคล้องกับมุมการหมุนของระนาบการถ่ายภาพและสัญญาณที่ปล่อยออกมา/สะท้อนโดยทรานสดิวเซอร์แต่ละตัวในอาร์เรย์จะสามารถเข้าถึงเพื่อเชื่อมโยงเซ็นเซอร์แต่ละตัวและ voxel ของภาพได้
เนื่องจากการกระจายแบบสุ่มของ scatterers
ที่ยังไม่ได้แก้ไขทำให้การปรับโฟกัสมีความท้าทายมากขึ้น วิธีการเมทริกซ์การสะท้อนจึงถือว่าการสะท้อนของตัวกลางเป็นแบบต่อเนื่องและสุ่ม ดังนั้นเมทริกซ์การสะท้อนจึงสามารถฉายภาพไปยังแผ่นแปะไอโซพลานาติกแต่ละแผ่นแยกกัน ดังนั้นจึงแยกแยะและแก้ไขความคลาดเคลื่อนในมุมมองที่หลากหลาย
สุดท้าย ทีมงานได้นำเทคนิคการแก้ไขความคลาดเคลื่อนไปใช้กับข้อมูลอัลตราโซนิกที่บันทึกจากน่องของอาสาสมัครที่มีสุขภาพดี การ ทดลองสร้างภาพ ภายในร่างกาย นี้ ยืนยันว่าวิธีการของเมทริกซ์การบิดเบือนสามารถขยายไปถึงกรณีที่ไม่ทราบการกระจายความเร็วของเสียงในตัวกลาง เนื่องจากเมทริกซ์สามารถแก้ไขการบิดเบือนที่ขึ้นกับตำแหน่งที่ซับซ้อนได้
นักวิจัยได้ทดสอบและยืนยันการพัฒนาทางทฤษฎีโดยใช้คลื่นชนิดหนึ่ง อย่างไรก็ตาม พวกเขาเชื่อว่าศักยภาพของงานนี้นอกเหนือไปจากการถ่ายภาพอัลตราซาวนด์ เนื่องจากสามารถนำไปใช้กับฟิสิกส์คลื่นได้ทุกสาขา Aubry ตั้งข้อสังเกตว่างานของกลุ่มของเขาในการขยายขอบเขตการประยุกต์ใช้วิธีเมทริกซ์การบิดเบือนกับกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลจะได้รับการตีพิมพ์ในScience Advances ในไม่ช้า
บนพื้นฐานของกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) AFM-IR เกี่ยวข้องกับการยิงเลเซอร์อินฟราเรด (IR) ที่ตัวอย่าง จากนั้นวัดการขยายตัวทางความร้อนที่เกิดขึ้นโดยใช้ปลายคานยื่นแหลมคมของ AFM นี่เป็นการวัดที่มีประโยชน์มาก เนื่องจากการตอบสนองทางความร้อนของวัสดุเป็นคุณลักษณะเฉพาะขององค์ประกอบทางเคมี
ปัจจุบัน AFM-IR ใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาสเปกตรัมของวัสดุนาโน แต่ยังคงเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญในการจัดการกับแหล่งกำเนิดเสียงสั่นสะเทือนที่ไม่ทราบสาเหตุในคานรับน้ำหนัก ซึ่งสามารถครอบงำสัญญาณได้ สิ่งนี้ได้รับการแก้ไขแล้วโดยการวางตัวอย่างบนพื้นผิวพิเศษหรือใช้วิธีการเตรียมตัวอย่างเฉพาะ – แต่วิธีแก้ปัญหาเหล่านี้มักจะจำกัดความเก่งกาจของเทคนิค
ในการศึกษาของพวกเขา ทีมของ Bhargava ได้กล่าวถึงปัญหาด้านเสียงโดยการวางวัสดุเพียโซอิเล็กทริกไว้ใต้พื้นผิว ซึ่งเปลี่ยนรูปร่างเมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับวัสดุดังกล่าว ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดโดยการเคลื่อนไหวของคานเท้าแขน ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเพียโซอิเล็กทริกจะชดเชยการขยายตัวของตัวอย่างที่ฉายรังสี ทำให้เกิดระบบวงปิดที่ขจัดการเคลื่อนไหวของคานเท้าแขน ซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างสามารถวัดได้โดยการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับเพียโซอิเล็กทริก ในขณะที่การสั่นสะเทือนที่ก่อให้เกิดเสียงรบกวนจะลดลง
Credit : coachfactoryoutletbo.net coachsfactoryoutletmns.net coast2coastpersonnel.com cooperationcommons.org countryriders.net
