دانش حرفه ای

کاوش در پنجره تصویربرداری مادون قرمز نزدیک

2021-10-09
تصویربرداری فلورسانس به طور گسترده در تصویربرداری زیست پزشکی و ناوبری حین جراحی بالینی استفاده شده است. هنگامی که فلورسانس در محیط های بیولوژیکی منتشر می شود، کاهش جذب و اختلال پراکندگی به ترتیب باعث از دست دادن انرژی فلورسانس و کاهش نسبت سیگنال به نویز می شود. به طور کلی، درجه از دست دادن جذب تعیین می کند که آیا ما می توانیم "دیدن" را داشته باشیم، و تعداد فوتون های پراکنده تعیین می کند که آیا ما می توانیم "به وضوح ببینیم". علاوه بر این، اتوفلورسانس برخی از مولکول های زیستی و نور سیگنال توسط سیستم تصویربرداری جمع آوری می شود و در نهایت به پس زمینه تصویر تبدیل می شود. بنابراین، برای تصویربرداری بیوفلورسانس، دانشمندان در تلاش برای یافتن یک پنجره تصویربرداری عالی با جذب فوتون کم و پراکندگی نور کافی هستند.

از سال 2009، آکادمیک Hongjie Dai از دانشگاه استنفورد در ایالات متحده کشف کرده است که پنجره بافت بیولوژیکی نوری 1000-1700 نانومتر (NIR-II، NIR-II) با 700-900 نانومتر سنتی (NIR-I) مقایسه می شود. پنجره، پراکندگی نور بافت بیولوژیکی کمتر است و اثر تصویربرداری از بدن زنده بهتر است.

از نظر تئوری، چون مسیر نوری فوتون‌های پراکنده در محیط‌های بیولوژیکی طولانی‌تر از فوتون‌های بالستیک است، جذب نور بافت ترجیحاً فوتون‌های پراکنده متعدد را مصرف می‌کند و در نتیجه پس‌زمینه پراکنده را سرکوب می‌کند.

اخیراً، گروه تحقیقاتی پروفسور کیان جون از دانشگاه ژجیانگ و همکارانش دریافتند که در مقایسه با منطقه مادون قرمز نزدیک 1، جذب بافت بیولوژیکی در پنجره منطقه نزدیک به فروسرخ به طور قابل توجهی افزایش یافته است و اثر تصویربرداری زیستی ارتباط نزدیکی دارد. به جذب نور آب بر اساس کاهش اثر پراکندگی، گروه تحقیقاتی معتقد است که افزایش جذب آب نیز کلید بهبود اثر تصویربرداری فلورسانس in vivo مادون قرمز نزدیک است.

بر اساس ویژگی های جذب فوتون های مادون قرمز نزدیک توسط آب، گروه تحقیقاتی تعریف منطقه دوم فروسرخ نزدیک را به 900-1880 نانومتر اصلاح کردند. در میان آنها، گروه تحقیقاتی دریافتند که جذب آب بالای 1400-1500 نانومتر، زمانی که پروب فلورسنت به اندازه کافی روشن باشد، اثر تصویربرداری بهترین است و حتی از تصویربرداری دوم مادون قرمز نزدیک (1500-1700 نانومتر) فراتر می رود. ، NIR- IIb). بنابراین، باند 1400-1500 نانومتری که نادیده گرفته شده است به عنوان پنجره دو x نزدیک به فروسرخ (NIR-IIx) تعریف می شود. تیم تحقیقاتی با تمرکز بر روی پنجره دو x مادون قرمز نزدیک، به تصویربرداری عروق مغزی موش در عمق عمیق و تصویربرداری عمقی اندام چند منظوره دست یافته است. علاوه بر این، از طریق محاسبات شبیه سازی، گروه تحقیقاتی 2080-2340 نانومتر را به عنوان یک پنجره تصویربرداری دیگر در باند مادون قرمز نزدیک - NIR-III (NIR-III) تعریف کردند.
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