Исследование окна визуализации в ближнем инфракрасном диапазоне
2021-10-09
Флуоресцентная визуализация широко используется в биомедицинской визуализации и клинической интраоперационной навигации. Когда флуоресценция распространяется в биологических средах, затухание поглощения и нарушение рассеяния вызывают потерю энергии флуоресценции и уменьшение отношения сигнал/шум соответственно. Вообще говоря, степень потери поглощения определяет, можем ли мы «видеть», а количество рассеянных фотонов определяет, можем ли мы «ясно видеть». Кроме того, автофлуоресценция некоторых биомолекул и сигнальный свет улавливаются системой визуализации и в конечном итоге становятся фоном изображения. Поэтому для биофлуоресцентной визуализации ученые пытаются найти идеальное окно визуализации с низким поглощением фотонов и достаточным светорассеянием.
С 2009 года академик Хунцзе Дай из Стэнфордского университета в США обнаружил, что оптическое окно биологической ткани 1000-1700 нм (NIR-II, NIR-II) сравнивается с традиционным 700-900 нм (NIR-I). Окно, светорассеяние биологической ткани ниже, а эффект изображения живого тела лучше.
Теоретически, поскольку оптический путь рассеянных фотонов в биологических средах длиннее, чем у баллистических фотонов, поглощение света тканями будет предпочтительно потреблять несколько рассеянных фотонов, тем самым подавляя рассеянный фон.
Недавно исследовательская группа профессора Цянь Цзюня из Чжэцзянского университета и его сотрудники обнаружили, что по сравнению с ближней инфракрасной зоной 1 поглощение биологических тканей в окне ближней инфракрасной зоны значительно увеличивается, и эффект биоимиджинга тесно связан к поглощению света водой. Основываясь на уменьшении эффекта рассеяния, исследовательская группа считает, что увеличение поглощения воды также является ключом к улучшению эффекта флуоресцентной визуализации in vivo в ближнем инфракрасном диапазоне.
Основываясь на характеристиках поглощения фотонов ближнего инфракрасного диапазона водой, исследовательская группа дополнительно уточнила определение второй области ближнего инфракрасного диапазона до 900-1880 нм. Среди них исследовательская группа обнаружила, что высокое поглощение воды 1400–1500 нм, когда флуоресцентный зонд достаточно яркий, дает лучший эффект изображения и даже превосходит признанное второе инфракрасное изображение ближнего диапазона (1500–1700 нм). , НИР-IIб). Поэтому полоса 1400–1500 нм, которой пренебрегают, определяется как окно ближней инфракрасной области два x (NIR-IIx). Сосредоточившись на двукратном окне ближнего инфракрасного диапазона, исследовательская группа добилась глубокой визуализации сосудов головного мозга у мышей и многофункциональной визуализации глубоких органов. Кроме того, с помощью расчетов моделирования исследовательская группа определила 2080–2340 нм как еще одно окно визуализации в ближнем инфракрасном диапазоне — 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
