Language
Country/Area
No result found
Keajaiban optik yang luar biasa: Bagaimana menggunakan hamburan dan penyerapan cahaya untuk menjelajahi tubuh manusia?
Dalam penelitian medis modern, optik hamburan domain waktu (TD Diffuse Optics) secara bertahap menunjukkan potensi aplikasinya yang luar biasa. Teknologi ini menggunakan prinsip hamburan dan penyerapan cahaya untuk menembus jauh ke dalam lapisan jaringan manusia dan memberikan informasi biomedis yang berharga. Seiring berkembangnya teknologi ini, metode pengukuran non-invasif akan merevolusi cara kita memantau kesehatan kita.
Optik hamburan domain waktu memungkinkan pemantauan terus-menerus dan non-invasif terhadap sifat optik jaringan, menjadikannya alat diagnostik yang ampuh.
Prinsip inti dari teknologi ini didasarkan pada penangkapan yang tepat dari keadaan cahaya dalam media yang menyebar. Dalam teknologi ini, pulsa cahaya yang sangat pendek (kurang dari 100 pikodetik) disuntikkan ke dalam jaringan biologis menggunakan sumber laser berdenyut berkinerja tinggi. Selanjutnya, foton mengalami beberapa hamburan dan penyerapan dan akhirnya dikumpulkan pada jarak tertentu, dengan demikian merekam waktu kedatangan foton. Waktu kedatangan ini kemudian diubah menjadi histogram waktu tempuh distribusi (DTOF), yang menyediakan informasi terperinci tentang dinamika dan struktur jaringan.
Penyerapan dan hamburan adalah fenomena utama yang memengaruhi migrasi foton dalam media difusi.
Cahaya bersifat transparan dalam rentang panjang gelombang merah hingga inframerah dekat jaringan biologis, sehingga dapat menyelidiki jauh ke dalam jaringan, yang sangat penting dalam berbagai aplikasi in vivo dan uji klinis. Secara khusus, proses hamburan dan penyerapan memiliki efek yang berbeda dan dapat diekstraksi secara independen tanpa memerlukan pemisahan beberapa sumber-detektor. Properti unik ini memberi metode TD keuntungan yang jelas dibandingkan metode gelombang kontinu (CW), karena kedalaman penetrasinya sepenuhnya bergantung pada waktu kedatangan foton.
Pemindaian kanker, pemantauan aliran darah, dan penilaian fungsi otak semuanya merupakan area aplikasi untuk optik hamburan TD. Dikombinasikan dengan komponen instrumen yang dioptimalkan - sumber laser berdenyut, detektor foton tunggal, dan elektronik pengaturan waktu, teknologi ini dapat secara efektif mengumpulkan dan menganalisis sinyal optik dari jaringan dalam.
Dengan memperkirakan koefisien penyerapan dan hamburan, para ilmuwan dapat memperoleh konsentrasi berbagai komponen dalam jaringan dan informasi oksigen darah terkait.
Pengembangan optik hamburan domain waktu modern didasarkan pada pemahaman mendalam tentang perambatan cahaya dalam media difus. Bekerja di bidang ini sering kali menggunakan teori transfer radiatif untuk menganalisis beberapa proses hamburan. Dalam beberapa kasus, teori ini dapat memberikan solusi akurat yang sangat konsisten dengan aplikasi praktis. Penerapan teori-teori ini memungkinkan kita untuk mengeksplorasi organisme lebih jauheeply, dan sangat berharga dalam mendeteksi berbagai patologi.
Dalam hal komponen instrumen tertentu, inti dari optik hamburan domain waktu mencakup sumber laser berdenyut dan detektor foton tunggal yang efisien. Secara khusus, laser Ti:safir yang dapat disetel dan berukuran besar sering digunakan untuk penelitian di masa lalu. Meskipun laser ini menawarkan rentang panjang gelombang yang lebar, laser ini secara bertahap digantikan oleh sumber cahaya yang lebih kecil dan lebih aman karena ukuran dan harganya yang mahal.
Dengan menggabungkan sumber cahaya berdenyut dengan berbagai jenis detektor foton tunggal, seperti dioda penghitung foton (SPAD) dan penghitung foton silikon (SiPM), teknologi modern memungkinkan pengoperasian dalam jendela optik yang lebih besar dan meningkatkan efisiensi dan akurasi pengukuran. seks. Dengan penerapan metode inovatif ini, para peneliti dapat dengan cepat memperoleh sinyal optik Parry dari dalam tubuh manusia dan kemudian melakukan analisis terperinci.
Dalam elektronika waktu, teknik inovatif memungkinkan "rekonstruksi tanpa kehilangan" dari distribusi waktu tempuh foton, sebuah proses yang memungkinkan analisis terperinci sinyal dari ribuan foton, sehingga memperkaya pemahaman kita tentang jaringan biologis. Pengembangan teknologi ini tidak hanya meningkatkan akurasi teknologi optik tersebar, tetapi juga membuatnya lebih populer.
Scatterometri domain waktu memiliki berbagai aplikasi, mulai dari pemantauan neonatal hingga pengujian klinis, dan berpotensi memberikan wawasan tentang kesehatan manusia.
Seiring dengan kemajuan teknologi, optik hamburan domain waktu tidak diragukan lagi akan memainkan peran yang semakin penting dalam biomedis dan bahkan banyak bidang ilmiah lainnya. Pengembangan teknologi ini akan memungkinkan kita untuk lebih memahami perubahan fisiologis dalam tubuh manusia dan memberikan solusi baru untuk intervensi medis dan pemantauan kesehatan di masa mendatang. Bayangkan jika perawatan medis di masa mendatang dapat lebih mengandalkan teknologi optik canggih ini untuk menjaga kesehatan kita?
