Language
Country/Area
No result found
Please try again with a different
query
"Never
Stop
Questioning"
Невероятная оптическая магия: как использовать рассеяние и поглощение света для исследования человеческого тела?
<р>
В современных медицинских исследованиях оптика рассеяния во временной области (TD Diffuse Optics) постепенно демонстрирует свой выдающийся прикладной потенциал. Эта технология использует принципы рассеяния и поглощения света для глубокого проникновения в слои тканей человека и предоставления ценной биомедицинской информации. По мере развития этой технологии неинвазивные методы измерения произведут революцию в способах контроля нашего здоровья.
<р> Основной принцип этой технологии основан на точном фиксировании состояния света в диффузной среде. В этой технологии чрезвычайно короткие импульсы света (менее 100 пикосекунд) вводятся в биологическую ткань с помощью высокопроизводительного импульсного лазерного источника. Затем фотон подвергается многократному рассеянию и поглощению и в конечном итоге собирается на определенном расстоянии, тем самым регистрируя время прибытия фотона. Затем эти значения времени прибытия преобразуются в гистограмму распределения времени пролета (DTOF), которая предоставляет подробную информацию о динамике и структуре ткани.Оптика рассеяния во временной области обеспечивает непрерывный и неинвазивный мониторинг оптических свойств тканей, что делает ее мощным диагностическим инструментом.
<р> Свет прозрачен в диапазоне длин волн от красного до ближнего инфракрасного диапазона биологических тканей, поэтому он может проникать глубоко в ткани, что имеет большое значение в различных приложениях in vivo и клинических испытаниях. В частности, процессы рассеяния и поглощения имеют разные эффекты и могут быть извлечены независимо, без необходимости многократного разделения источника и детектора. Это уникальное свойство дает методу TD явное преимущество перед методом непрерывных волн (CW), поскольку глубина его проникновения полностью зависит от времени прибытия фотонов. <р> Скрининг рака, мониторинг кровотока и оценка функции мозга — все это области применения оптики TD-рассеивания. В сочетании с оптимизированными компонентами прибора — импульсным лазерным источником, детектором одиночных фотонов и электроникой синхронизации — эта технология позволяет эффективно собирать и анализировать оптические сигналы из глубоких тканей.Поглощение и рассеяние являются основными явлениями, влияющими на миграцию фотонов в диффузных средах.
<р> Развитие современной оптики рассеяния во временной области основано на глубоком понимании распространения света в диффузных средах. Работая в этой области, часто применяют теорию переноса излучения для анализа процессов многократного рассеяния. В некоторых случаях эта теория может дать точные решения, которые в высокой степени согласуются с практическими приложениями. Применение этих теорий позволяет нам более глубоко исследовать организмы и особенно ценно для выявления различных патологий. <р> Если говорить о конкретных компонентах прибора, то ядро оптики рассеяния во временной области включает в себя импульсный лазерный источник и эффективный однофотонный детектор. В частности, громоздкие настраиваемые лазеры Ti:sapphire часто использовались для исследований в прошлом. Хотя они предлагают широкий диапазон длин волн, они постепенно заменяются более мелкими и безопасными источниками света из-за их размера и высокой цены. <р> Сочетание импульсных источников света с различными типами детекторов одиночных фотонов, такими как фотонные счетные диоды (SPAD) и кремниевые счетчики фотонов (SiPM), позволяет работать в больших оптических окнах и повышает эффективность и точность измерений. секс. Благодаря применению этих инновационных методов исследователи могут быстро получать оптические сигналы Пэрри изнутри человеческого тела, а затем проводить подробный анализ. <р> В электронике времени инновационные методы позволяют осуществлять «реконструкцию без потерь» распределения фотонов по времени пролета, процесс, который позволяет проводить детальный анализ сигналов от тысяч фотонов, тем самым обогащая наше понимание биологических тканей. Развитие этих технологий не только повысило точность технологии рассеянной оптики, но и сделало ее более популярной.Оценивая коэффициенты поглощения и рассеяния, ученые могут получить концентрацию различных компонентов в тканях и связанную с этим информацию о содержании кислорода в крови.
<р> По мере дальнейшего развития технологий оптика рассеяния во временной области, несомненно, будет играть все более важную роль в биомедицине и даже во многих других научных областях. Развитие этой технологии позволит нам лучше понять физиологические изменения в организме человека и предложить новые решения для будущего медицинского вмешательства и мониторинга здоровья. Представьте себе, если бы будущие методы лечения могли больше полагаться на эти сложные оптические технологии для поддержания нашего здоровья?Временная скаттерометрия имеет широкий спектр применения: от неонатального мониторинга до клинических испытаний, а также может дать представление о здоровье человека.
Trending Knowledge
Тайное путешествие света: почему диффузная оптика во временной области может раскрыть глубокие тайны биологических тканей?
В научном сообществе изучение тайн жизни всегда было одной из самых сложных задач для ученых. С появлением диффузной оптики во временной области направление этого поля изменилось. Эта технология не то
nan
Тонсиллит относится к воспалению миндалин, расположенных над горлом, которое, как правило, делится на острый или хронический.Острый тонзиллит обычно возникает внезапно, а общие симптомы включают боль
Сквозь свет и тень: как спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона с временным разрешением меняет технологию медицинской визуализации?
С постоянным развитием технологий медицинской визуализации спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона с временным разрешением (TD-NIRS) постепенно становится важным инструментом для диагностики и