Kiến thức chuyên môn

Khám phá cửa sổ hình ảnh hồng ngoại gần

2021-10-09
Hình ảnh huỳnh quang đã được sử dụng rộng rãi trong hình ảnh y sinh và điều hướng trong phẫu thuật lâm sàng. Khi huỳnh quang lan truyền trong môi trường sinh học, sự suy giảm hấp thụ và nhiễu loạn tán xạ sẽ gây ra tổn thất năng lượng huỳnh quang và giảm tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu tương ứng. Nói chung, mức độ mất hấp thụ quyết định liệu chúng ta có thể "nhìn thấy" hay không, và số lượng photon phân tán xác định liệu chúng ta có thể "nhìn rõ" hay không. Ngoài ra, hiện tượng tự phát huỳnh quang của một số phân tử sinh học và ánh sáng tín hiệu được hệ thống hình ảnh thu thập và cuối cùng trở thành nền của hình ảnh. Do đó, đối với hình ảnh huỳnh quang sinh học, các nhà khoa học đang cố gắng tìm ra một cửa sổ hình ảnh hoàn hảo với khả năng hấp thụ photon thấp và tán xạ ánh sáng vừa đủ.

Từ năm 2009, viện sĩ Hongjie Dai của Đại học Stanford, Hoa Kỳ đã phát hiện ra rằng cửa sổ mô sinh học quang học 1000-1700 nm (NIR-II, NIR-II) được so sánh với 700-900 nm (NIR-I) truyền thống. Cửa sổ, sự tán xạ ánh sáng của mô sinh học thấp hơn, và hiệu ứng hình ảnh của cơ thể sống tốt hơn.

Về mặt lý thuyết, bởi vì đường quang học của các photon phân tán trong môi trường sinh học dài hơn các photon đạn đạo, sự hấp thụ ánh sáng của mô sẽ ưu tiên tiêu thụ nhiều photon phân tán, do đó triệt tiêu nền phân tán.

Gần đây, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Qian Jun thuộc Đại học Chiết Giang và các cộng sự của ông đã phát hiện ra rằng so với vùng cận hồng ngoại 1, sự hấp thụ của mô sinh học trong cửa sổ vùng cận hồng ngoại tăng lên đáng kể và hiệu ứng hình ảnh sinh học có liên quan chặt chẽ với nhau. đến sự hấp thụ ánh sáng của nước. Trên cơ sở giảm hiệu ứng tán xạ, nhóm nghiên cứu cho rằng việc tăng khả năng hấp thụ nước cũng là chìa khóa để nâng cao hiệu quả chụp ảnh huỳnh quang in vivo cận hồng ngoại.

Dựa trên đặc điểm hấp thụ của các photon cận hồng ngoại bởi nước, nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện thêm định nghĩa vùng thứ hai của cận hồng ngoại là 900-1880 nm. Trong số đó, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng độ hấp thụ nước cao ở 1400-1500 nm, khi đầu dò huỳnh quang đủ sáng, hiệu ứng hình ảnh là tốt nhất, và thậm chí vượt xa hình ảnh cận hồng ngoại thứ hai được công nhận (1500-1700 nm , NIR- IIb). Do đó, dải 1400-1500 nm đã bị bỏ qua được định nghĩa là cửa sổ hai x (NIR-IIx) cận hồng ngoại. Tập trung vào cửa sổ hai x hồng ngoại gần, nhóm nghiên cứu đã thu được hình ảnh mạch máu não sâu của chuột và hình ảnh cơ quan sâu đa chức năng. Ngoài ra, thông qua tính toán mô phỏng, nhóm nghiên cứu đã xác định 2080-2340 nm là một cửa sổ hình ảnh khác trong băng tần cận hồng ngoại NIR-III (NIR-III).
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept