Language
Country/Area
No result found
Please try again with a different
query
"Never
Stop
Questioning"
سحر بصري لا يصدق: كيفية استخدام تشتت وامتصاص الضوء لاستكشاف جسم الإنسان؟
<ص>
في الأبحاث الطبية الحديثة، تظهر تقنية بصريات التشتت في المجال الزمني (TD Diffuse Optics) تدريجيًا إمكاناتها التطبيقية المتميزة. تستخدم هذه التقنية مبادئ تشتت الضوء وامتصاصه للتغلغل عميقًا في طبقات الأنسجة البشرية وتوفير معلومات طبية حيوية قيمة. ومع تطور هذه التكنولوجيا، فإن طرق القياس غير الجراحية سوف تؤدي إلى إحداث ثورة في الطريقة التي نراقب بها صحتنا.
<ص> يعتمد المبدأ الأساسي لهذه التقنية على الالتقاط الدقيق لحالة الضوء في وسط منتشر. في هذه التقنية، يتم حقن نبضات ضوئية قصيرة للغاية (أقل من 100 بيكو ثانية) في الأنسجة البيولوجية باستخدام مصدر ليزر نبضي عالي الأداء. وبعد ذلك، يتعرض الفوتون للتشتت والامتصاص المتعدد، وفي النهاية يتم تجميعه على مسافة معينة، وبالتالي تسجيل وقت وصول الفوتون. يتم بعد ذلك تحويل أوقات الوصول هذه إلى رسم بياني لوقت توزيع الرحلة (DTOF)، والذي يوفر معلومات مفصلة حول ديناميكيات وبنية الأنسجة.تمكن تقنية تشتت المجال الزمني من المراقبة المستمرة وغير الجراحية للخصائص البصرية للأنسجة، مما يجعلها أداة تشخيصية قوية.
<ص> الضوء شفاف في نطاق الطول الموجي الأحمر إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة للأنسجة البيولوجية، وبالتالي يمكنه التحقيق عميقًا في الأنسجة، وهو أمر ذو أهمية كبيرة في مختلف التطبيقات الحيوية والتجارب السريرية. وعلى وجه التحديد، فإن عمليات التشتت والامتصاص لها تأثيرات مختلفة ويمكن استخلاصها بشكل مستقل دون الحاجة إلى فصل مصادر وكاشفات متعددة. تمنح هذه الخاصية الفريدة طريقة TD ميزة واضحة على طريقة الموجة المستمرة (CW)، حيث يعتمد عمق اختراقها بشكل كامل على وقت وصول الفوتونات. <ص> يعد فحص السرطان ومراقبة تدفق الدم وتقييم وظائف المخ من مجالات تطبيق بصريات التشتت TD. بفضل مكونات الأجهزة المحسّنة - مصدر الليزر النبضي، وكاشف الفوتون الفردي، وإلكترونيات التوقيت، يمكن لهذه التقنية جمع وتحليل الإشارات الضوئية من الأنسجة العميقة بشكل فعال.الامتصاص والتشتت هما الظاهرتان الرئيسيتان المؤثرتان على هجرة الفوتونات في الوسائط المنتشرة.
<ص> يعتمد تطوير بصريات التشتت الحديثة في المجال الزمني على فهم عميق لانتشار الضوء في الوسائط المنتشرة. إن العمل في هذا المجال يعتمد في أغلب الأحيان على نظرية النقل الإشعاعي لتحليل عمليات التشتت المتعددة. وفي بعض الحالات، قد تتمكن هذه النظرية من تقديم حلول دقيقة تتوافق إلى حد كبير مع التطبيقات العملية. إن تطبيق هذه النظريات يمكّننا من استكشاف الكائنات الحية بشكل أعمق، وهو ذو قيمة خاصة في الكشف عن الأمراض المختلفة. <ص> عندما يتعلق الأمر بمكونات الأجهزة المحددة، فإن جوهر بصريات التشتت في المجال الزمني يشمل مصدر ليزر نبضي وكاشف فوتون واحد فعال. على وجه الخصوص، كانت أشعة الليزر الضخمة القابلة للضبط المصنوعة من التيتانيوم والياقوت تستخدم في الأبحاث في الماضي. وعلى الرغم من أنها توفر نطاقًا واسعًا من الطول الموجي، إلا أنها تحل محلها تدريجيًا مصادر ضوء أصغر وأكثر أمانًا بسبب حجمها وارتفاع سعرها. <ص> من خلال الجمع بين مصادر الضوء النبضي وأنواع مختلفة من أجهزة الكشف عن الفوتونات الفردية، مثل ثنائيات عد الفوتونات (SPADs) وعدادات الفوتونات السيليكونية (SiPMs)، تسمح التكنولوجيا الحديثة بالعمل ضمن نوافذ بصرية أكبر وتحسن كفاءة ودقة القياسات. وباستخدام هذه الأساليب المبتكرة، يستطيع الباحثون الحصول بسرعة على إشارات باري الضوئية من داخل جسم الإنسان، ومن ثم إجراء تحليل مفصل لها. <ص> في مجال الإلكترونيات الزمنية، تتيح التقنيات المبتكرة "إعادة بناء بدون فقدان" لتوزيع زمن رحلة الفوتونات، وهي العملية التي تسمح بتحليل مفصل للإشارات من آلاف الفوتونات، وبالتالي إثراء فهمنا للأنسجة البيولوجية. إن تطوير هذه التقنيات لم يؤدي إلى تحسين دقة تقنية البصريات المنتشرة فحسب، بل جعلها أيضًا أكثر شعبية.من خلال تقدير معاملات الامتصاص والتشتت، يمكن للعلماء الحصول على تركيز المكونات المختلفة في الأنسجة ومعلومات الأكسجين في الدم ذات الصلة.
تتمتع تقنية قياس التشتت في المجال الزمني بمجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من مراقبة الأطفال حديثي الولادة وحتى الاختبارات السريرية، ولديها القدرة على توفير رؤى حول صحة الإنسان.<ص> مع استمرار تقدم التكنولوجيا، لا شك أن بصريات التشتت في المجال الزمني ستلعب دورًا متزايد الأهمية في مجال الطب الحيوي وحتى العديد من المجالات العلمية الأخرى. إن تطوير هذه التكنولوجيا سوف يمكّننا من فهم التغيرات الفسيولوجية داخل جسم الإنسان بشكل أفضل وتوفير حلول جديدة للتدخل الطبي ومراقبة الصحة في المستقبل. تخيل لو أن العلاجات الطبية في المستقبل يمكن أن تعتمد بشكل أكبر على هذه التقنيات البصرية المتطورة للحفاظ على صحتنا؟
Trending Knowledge
الرحلة السرية للضوء: لماذا يمكن للبصريات المنتشرة في مجال الزمن أن تكشف عن الأسرار العميقة للأنسجة البيولوجية؟
في المجتمع العلمي، كان استكشاف أسرار الحياة دائمًا أحد أعظم التحديات التي واجهها العلماء. مع ظهور البصريات المنتشرة في مجال الزمن، تغير اتجاه هذا المجال. لا تساعدنا هذه التقنية على فهم بنية الأنسجة ال
nan
يشير التهاب اللوزتين إلى التهاب الغدد اللوزتين الموجودة فوق الحلق ، والتي تنقسم عمومًا إلى حادة أو مزمنة.عادة ما يحدث التهاب اللوزتين الحاد بشكل مفاجئ ، وتشمل الأعراض الشائعة التهاب الحلق والحمى والو
من خلال الضوء والظل: كيف يمكن للتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة من الزمن أن يعيد تشكيل تكنولوجيا التصوير الطبي؟
مع التقدم المستمر في تكنولوجيا التصوير الطبي، أصبح التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة من الأشعة تحت الحمراء (TD-NIRS) تدريجيًا أداة مهمة لتشخيص ومراقبة حالة الأنسجة البيولوجية نظرًا لخصائصها ال