Verkenning van het nabij-infraroodbeeldvormingsvenster
2021-10-09
Fluorescentiebeeldvorming wordt veel gebruikt in biomedische beeldvorming en klinische intra-operatieve navigatie. Wanneer fluorescentie zich voortplant in biologische media, zullen absorptieverzwakking en verstrooiingsverstoring respectievelijk fluorescentie-energieverlies en een afname van de signaal-ruisverhouding veroorzaken. Over het algemeen bepaalt de mate van absorptieverlies of we kunnen "zien", en het aantal verstrooide fotonen bepaalt of we "helder" kunnen zien. Bovendien worden de autofluorescentie van sommige biomoleculen en signaallicht verzameld door het beeldvormingssysteem en worden uiteindelijk de achtergrond van het beeld. Daarom proberen wetenschappers voor biofluorescentiebeeldvorming een perfect beeldvenster te vinden met een lage fotonabsorptie en voldoende lichtverstrooiing.
Sinds 2009 heeft academicus Hongjie Dai van Stanford University in de Verenigde Staten ontdekt dat het optisch biologische weefselvenster van 1000-1700 nm (NIR-II, NIR-II) wordt vergeleken met de traditionele 700-900 nm (NIR-I). Venster, de lichtverstrooiing van biologisch weefsel is lager en het beeldvormingseffect van een levend lichaam is beter.
Theoretisch, omdat het optische pad van verstrooide fotonen in biologische media langer is dan ballistische fotonen, zal weefsellichtabsorptie bij voorkeur meerdere verstrooide fotonen verbruiken, waardoor de verstrooide achtergrond wordt onderdrukt.
Onlangs ontdekten de onderzoeksgroep van professor Qian Jun van de Universiteit van Zhejiang en zijn medewerkers dat in vergelijking met de nabij-infraroodzone 1, de absorptie van biologisch weefsel in het nabij-infrarode zonevenster aanzienlijk wordt verhoogd, en dat het bio-imaging-effect nauw verwant is aan de lichtabsorptie van water. Op basis van het verminderen van het verstrooiingseffect is de onderzoeksgroep van mening dat de toename van de waterabsorptie ook de sleutel is tot het verbeteren van het effect van nabij-infrarood in vivo fluorescentiebeeldvorming.
Op basis van de absorptiekenmerken van nabij-infraroodfotonen door water, heeft de onderzoeksgroep de definitie van het tweede gebied van nabij-infrarood verder verfijnd tot 900-1880 nm. Onder hen ontdekte de onderzoeksgroep dat de hoge waterabsorptie van 1400-1500 nm, wanneer de fluorescerende sonde helder genoeg is, het beeldvormingseffect het beste is en zelfs de erkende nabij-infrarood tweede-b-beeldvorming (1500-1700 nm overtreft) , NIR-IIb). Daarom wordt de 1400-1500 nm-band die is verwaarloosd, gedefinieerd als het nabij-infrarood twee x (NIR-IIx) venster. Door zich te concentreren op het nabij-infrarode two-x-venster, heeft het onderzoeksteam diepgaande cerebrale vasculaire beeldvorming bij de muis en multifunctionele diepe orgelbeeldvorming bereikt. Bovendien definieerde de onderzoeksgroep door middel van simulatieberekeningen 2080-2340 nm als een ander beeldvenster in de nabij-infraroodband - 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
