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Biophotonics dans la biologie de tissu

Par Jeyashree Sundaram, MBA

Biophotonics est des techniques lumière lumière s'engageantes se développantes d'un inducteur multidisciplinaire fonctionnelles au médicament et aux sciences de la vie.

Crédit : Photos de ci/Shutterstock

Une caractéristique significative de cet inducteur est concevante et trouvante les cellules et le tissu. Ceci comporte l'injection des bornes fluorescentes, dans un système vivant, pour suivre la dynamique d'une distribution de cellules et de médicament.

La biologie de tissu concerne l'analyse de la structure microscopique de l'animal et des tissus humains.  Ceci est souvent exécuté en examinant une part mince de tissu sous une lumière ou un microscope électronique.

Cette analyse interdisciplinaire de la biologie et du photonics est utilisée pour trouver, image, et régit les composantes biologiques dans les tissus.

Traitement de laser du tissu par des biophotons

Les mécanismes des interactions variées de tissu de laser pour le démontage du tissu, la coupe, et coagulation sont largement utilisés pour des mesures chirurgicales dans plusieurs professions cliniques importantes telles que la dentisterie, l'ophthalmologie, la gynécologie, la chirurgie de nez et de gorge, la chirurgie de l'oreille, et l'urologie.

Ceci est inspiré par le fait que la dominance magnifique sur des paramètres de laser permet des opérations ultra-précises sans nuire aux environs du tissu régulier. De plus, le démontage et la coupe du tissu a lieu très à une température élevée sur la chirurgie de laser.

Les vaisseaux sanguins et les terminaisons nerveuses qui ont été fendus pendant la chirurgie obtiennent coagulés et résultat dans le seignement minimum et la plus grande gravité de la douleur.

Le principal avantage des lasers est que le transport de la radiothérapie peut être exécuté par flexible, mince, des fibres optiques aux organes internes endoscopique par la lacération moins importante.

Application de Biophotonics dans le domaine de l'histologie

Système de laser avec le contrôle de détecteur : Les systèmes réglés de laser de détecteur sont d'orientation dans le domaine du traitement. Ces systèmes ont été déjà utilisés dans des analyses expérimentales avec les tissus vivants et les êtres humains.

Ils peuvent également être utilisés pour des calculs intraluminaux et pour la destruction des tissus tumoraux. La plupart des tumeurs sont détruites par la vaporisation par différentes sources de laser et traitement photodynamique. L'avancement des détecteurs avec des sources de laser pour la demande de règlement du tissu malin pour la destruction efficace, spécifique, et sûre des tissus est sous la recherche.

représentation Hyper-spectrale (HSI) : SIENNE, autrement connu comme spectromètre de représentation, est une procédure en évolution pour différentes applications médicales, particulièrement dans la chirurgie et le diagnostic image-guidés des maladies.

SIEN comporte l'acquisition du hypercube appelé d'ensembles de données (à trois dimensions) en trois dimensions, comportant une cote spectrale et deux cotes spatiales. Il également aides dans le guidage et le diagnostic chirurgicaux efficaces des maladies non envahissantes.

La lumière fournie aux tissus biologiques est soumise à la dispersion multiple, alors qu'elle propage par le tissu, des structures et de l'absorption biologiques non homogènes en grande partie dans la mélanine, l'hémoglobine, et l'eau.

On l'a supposé que la dispersion, la fluorescence, et les propriétés d'absorption du tissu varient pendant que la maladie progresse. Par conséquent, la lumière transmise, réfléchie, et fluorescente du tissu qui a été capté par le SIEN contient des caractéristiques diagnostiques quantitatives au sujet de pathologie de tissu.

Récent, les avances dans des techniques d'analyse d'image, le pouvoir de calcul, et les appareils-photo hyper-spectraux activent l'utilisation À LUI dans applications médicales variées.

Représentation optique diffuse (DOI) : Diffusez la spectroscopie optique (DOS) et la représentation optique diffuse utilisent le proche-infrared (NIR) dans l'extraction non envahissante d'information spectrale et spatiale des structures sous la surface épaisses de tissu.

Des techniques de DOI et de DOS sont vérifiées dans applications cliniques variées, particulièrement en muscle, sein, et tissus cérébraux. Ceci se concentre sur l'application du DOS et du DOI pour guérir le cancer du sein.

Des techniques de DOI sont classifiées dans deux groupes : diffusez la topographie optique (technique de DOI qui fournit des mesures topographiques) et diffusez la tomographie optique (la technique de DOI qui produit des images tomographiques dans à trois dimensions).

Diffusez la topographie optique (DOT) : Ce genre de topographie est employé surveillent continuement la fonction cérébrale dans les endroits corticaux.  Le POINT peut être effectué en tant que topographie reconstruite et diriger la topographie ou la spectroscopie de proche-infrared.

  • spectroscopie de Proche-infrared : C'est la méthode largement utilisée de POINT. Dans cette approche, des détecteurs et un groupe de sources lumineuses qui sont dans l'espace distribuées sont positionnés sur la surface de l'objectif. Les caractéristiques de la dispersion du tissu témoin permettent aux photons proche-IR de disperser par elle. Une partie de ces photons dispersés sont détectées par le détecteur examinant de ce fait le volume diffus qui existe entre deux positions.

Si les propriétés optiques du tissu obtiennent modifiées après un laps de temps, il y a des possibilités pour que le photon atteigne le même détecteur en modifiant l'intensité mesurable. Un 2D ensemble de données topographique peut être construit en mesurant les modifications entre chaque ensemble d'une source et détecteur.

  • Topographie reconstruite : en acquérant une image haute résolution des modifications déterminées d'absorption, une reconstruction 3D de l'image est produite. Elle est habituellement faite par l'intermédiaire du dépistage de la distribution convenable d'absorption, où la caractéristique mesurée est appariée avec des résultats de simulation de nombreuses distributions d'absorption à l'intérieur de l'image 3D. Par conséquent, l'enregistrement du signe aux distances variées entre la source et le détecteur est essentiel.

Tomographie optique diffuse

Cette technique utilise une méthode qui ressemble à la tomodensitométrie en reconstruisant les images 3D. La tomographie optique a besoin de l'enregistrement de la séquence des mesures de tissu comme exécuté en topographie reconstruite.

Cependant, il y a un besoin d'obtenir de nombreuses mesures essentielles en construisant l'image 3D et ceci doit être acquis des cornières variées.

Biophotonics poised to make major breakthroughs in medicine - Science Nation

Crédit : National Science Foundation/Youtube

Last Updated: Feb 26, 2019

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