Language
Country/Area
No result found
Удивительное путешествие спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона: как она прошла путь от научной лаборатории до передовой линии медицины?
Ближняя инфракрасная спектроскопия (БИКС) быстро выходит из научных лабораторий на передовые позиции в медицине, помогая диагностировать и лечить в различных областях. Суть этой технологии заключается в использовании ближнего инфракрасного диапазона света от 780 до 2500 нанометров для анализа состава и свойств веществ. С развитием науки и техники сфера применения БИК-спектроскопии расширилась от сельского хозяйства и пищевой науки до клинической медицины, став эффективным инструментом для мониторинга физиологического состояния пациентов.
Технология основана на молекулярных переходах и комбинированных колебаниях. Хотя полоса поглощения ближнего инфракрасного света обычно в 10–100 раз меньше, чем у среднего инфракрасного света, NIRS можно использовать без особой подготовки образца. Это особенно важно для клинического применения. Благодаря многомерным методам калибровки, таким как анализ главных компонентов и метод частичных наименьших квадратов, NIRS позволяет полностью извлекать химическую информацию и преодолевать сложность спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне.
«История ближней инфракрасной спектроскопии отражает выдающийся переход от фундаментальной науки к практическим приложениям».
Историю ближней инфракрасной спектроскопии можно проследить до XIX века, когда Уильям Гершель впервые обнаружил существование ближнего инфракрасного света, но его практическое применение началось в 1950-х годах. С развитием технологий этот инструмент используется не только для оценки качества продуктов питания и сельскохозяйственной продукции, но и постепенно проникает в такие области, как химия, медицина и анализ окружающей среды. В частности, в 1994 году NIRS впервые был использован в клинической практике в качестве функционального инструмента, что сделало возможным его применение в медицине, особенно при оценке оксигенации мозга и периферических тканей.
Приборы NIRS состоят из источника света, детектора и дисперсионного элемента, которые могут выполнять измерения методом отражательной или трансмиссионной спектроскопии. Обычно используемые источники света включают кварцевые галогенные лампы и светодиоды (LED). Для высокоточных измерений используемые лазеры и частотные гребенки не только повышают точность измерений, но и позволяют одновременно получать видимые и ближние инфракрасные спектры.
«Настоящее преимущество NIRS заключается в том, что он может предоставить неинвазивную информацию о концентрации кислорода в крови и тканях, предоставляя врачам надежную основу для диагностики».
БИК-спектроскопия широко применяется в медицине, особенно при оценке функций мозга и микрососудистой системы. Эта технология позволяет выявлять изменения локального кровотока и оксигенации, что позволяет врачам выявлять потенциальные поражения, такие как внутричерепное кровоизлияние, и быстро реагировать. По сравнению с традиционной функциональной магнитно-резонансной томографией (фМРТ) NIRS портативен и оказывает минимальное воздействие на пациентов, что делает его все более популярным для использования у новорожденных и других уязвимых пациентов.
Кроме того, NIRS также отлично подходит для других медицинских применений, включая обнаружение опухолей молочной железы и мониторинг изменений кровотока и оксигенации во время спортивных тренировок. Объединяя NIRS с другими методами визуализации, такими как оптическая когерентная томография (ОКТ), медицинские работники могут получить более четкое представление о физиологическом состоянии пациента.
«Развитие этой технологии является не только достижением в области медицинских технологий, но и отражает тесную связь между научными исследованиями и клинической практикой».
Заглядывая в будущее, можно сказать, что потенциальные области применения NIRS по-прежнему широки. Метод NIRS продемонстрировал свою незаменимую ценность при мониторинге состояния здоровья пожилых пациентов, отслеживании результатов спортсменов и разработке новых методов лечения. По мере того, как медицинское сообщество будет все больше принимать эту технологию, возможности NIRS будут продолжать расширяться, особенно на фоне растущего спроса на неинвазивное тестирование.
Итак, в будущей волне интеграции технологий и медицины, как спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне продолжит менять наши методы диагностики и лечения?
