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Biofotonica nella biologia del tessuto

Da Jeyashree Sundaram, MBA

La biofotonica è tecniche basate a luminosa d'aggancio di sviluppo di un campo pluridisciplinare funzionali a medicina ed a scienze biologiche.

Credito: Foto/Shutterstock di ci

Una funzionalità significativa di questo campo è visualizzante ed individuante le celle ed il tessuto. Ciò comprende l'iniezione degli indicatori fluorescenti, in un sistema vivente, per seguire la dinamica di una consegna della droga e delle cellule.

La biologia del tessuto comprende l'analisi della struttura microscopica dei tessuti animali ed umani.  Ciò è eseguita spesso esaminando una fetta sottile del tessuto sotto un indicatore luminoso o un microscopio elettronico.

Questa analisi interdisciplinare della biologia e della fotonica è utilizzata per individuare, immagine e governa le componenti biologiche nei tessuti.

Trattamento del laser del tessuto dai biophotons

I meccanismi di varie interazioni del tessuto del laser per rimozione del tessuto, taglio e coagulare ampiamente sono utilizzati per le misure chirurgiche in parecchie professioni cliniche importanti quali l'odontoiatria, l'oftalmologia, ginecologia, chirurgia della gola e del radiatore anteriore, chirurgia dell'orecchio e l'urologia.

Ciò è ispirata dal fatto che la dominanza magnifica sui parametri del laser permette le procedure chirurgiche ultra-precise senza nuocere ai dintorni del tessuto regolare. Inoltre, la rimozione ed il taglio del tessuto ha luogo molto ad un ad alta temperatura su chirurgia laser.

I vasi sanguigni e le terminazioni nervose che sono stati fenduti durante la chirurgia ottengono coagulati e risultato nella perdita di sangue minima e nella severità aumentata di dolore.

Il vantaggio principale dei laser è che il trasporto di radiazione può essere realizzato con flessibile, sottile, fibre ottiche agli organi interni endoscopico con la lacerazione secondaria.

Applicazione di biofotonica nel campo di istologia

Sistema laser con controllo di sensore: I sistemi laser controllati del sensore sono del fuoco nel campo della terapia. Questi sistemi già sono stati utilizzati nelle analisi sperimentali con i tessuti viventi e gli esseri umani.

Possono anche essere utilizzati per i calcoli intraluminal e per la distruzione dei tessuti del tumore. La maggior parte dei tumori si distruggono con la vaporizzazione tramite le sorgenti di laser differenti e la terapia fotodinamica. L'avanzamento dei sensori con le sorgenti di laser per il trattamento del tessuto maligno per la distruzione efficiente, specifica e sicura dei tessuti è nell'ambito della ricerca.

rappresentazione Iper-spettrale (HSI): SUA, altrimenti conosciuto come spettrometro della rappresentazione, è una procedura evolventesi per varie applicazioni mediche, specificamente nell'ambulatorio e nella diagnosi immagine-guida delle malattie.

SUO comprende l'acquisizione dei gruppi di dati (3-D) tridimensionali chiamati hypercube, comprendendo una dimensione spettrale e due dimensioni spaziali. anche aiuti nell'orientamento e nella diagnosi chirurgici efficienti delle malattie non invadenti.

L'indicatore luminoso consegnato ai tessuti biologici è sottoposto allo scattering multiplo, mentre si propaga attraverso il tessuto, dalle strutture e dall'assorbimento biologici non omogenei principalmente in melanina, emoglobina ed acqua.

È stato presupposto che lo scattering, la fluorescenza ed i beni di assorbimento del tessuto variassero mentre la malattia progredisce. Di conseguenza, trasmessa, riflesso e luce fluorescente dal tessuto che è stato catturato da SUO contiene i dati diagnostici quantitativi circa patologia del tessuto.

Recentemente, gli avanzamenti nelle tecniche di analisi sulla base di immagini, la potenza di calcolo e le macchine fotografiche iper-spettrali permettono all'utilizzazione di SUO in varie applicazioni mediche.

Rappresentazione ottica diffusa (DOI): Sia diffonda la spettroscopia ottica (DOS) che la rappresentazione ottica diffusa utilizza vicino all'infrarosso (NIR) nell'estrazione non invadente di informazioni spettrali e spaziali dalle strutture sotto la superficie spesse del tessuto.

Le tecniche del DOS e di DOI stanno provande in varie applicazioni cliniche, specificamente in muscolo, petto e tessuti cerebrali. Ciò mette a fuoco sull'applicazione del DOS e di DOI per curare il cancro al seno.

Le tecniche di DOI sono classificate in due gruppi: diffonda la topografia ottica (tecnica di DOI che fornisce le misure topografiche) e diffonda la tomografia ottica (tecnica di DOI che crea le immagini tomografiche in 3-D).

Diffonda la topografia ottica (DOT): Questo genere di topografia è usato continuamente riflette la funzione del cervello nelle aree corticali.  Il PUNTO può essere effettuato come topografia ricostruita e dirigere la topografia o la spettroscopia vicina all'infrarosso.

  • Spettroscopia vicina all'infrarosso: Ciò è il metodo ampiamente utilizzato di PUNTO. In questo approccio, i rivelatori e un gruppo di sorgenti luminose che nello spazio si distribuiscono sono posizionati sulla superficie dell'obiettivo. Le caratteristiche dello scattering del tessuto del campione permettono ai fotoni quasi-IR di spargere con. Una parte di questi fotoni sparsi è percepita dal rivelatore quindi che esamina il volume diffuso che esiste fra due posizioni.

Se i beni ottici del tessuto ottengono modificati dopo un periodo, ci sono possibilità affinchè il fotone raggiungano lo stesso rivelatore alterando l'intensità misurabile. Un 2D insieme di dati topografico può essere costruito misurando i cambiamenti fra ogni insieme di una sorgente ed il rivelatore.

  • Topografia ricostruita: acquistando un'immagine ad alta definizione dei cambiamenti risoluti di assorbimento, una ricostruzione 3D dell'immagine è prodotta. È fatta solitamente via la rilevazione della distribuzione adatta di assorbimento, dove i dati misurati sono abbinati con i risultati di simulazione di numerose distribuzioni di assorbimento dentro l'immagine 3D. Quindi, la registrazione del segnale alle varie distanze fra la sorgente ed il rivelatore è essenziale.

Tomografia ottica diffusa

Questa tecnica utilizza un metodo che somiglia alla tomografia computerizzata nella ricostruzione delle immagini 3D. La tomografia ottica ha bisogno della registrazione della sequenza delle misure del tessuto come eseguito in topografia ricostruita.

Tuttavia, c'è un'esigenza dell'ottenere le numerose misure essenziali nella costruzione dell'immagine 3D e questo deve acquistarsi dai vari angoli.

Biophotonics poised to make major breakthroughs in medicine - Science Nation

Credito: National Science Foundation/Youtube

Sorgenti:

[Ulteriore lettura: Microscopia]

Last Updated: Feb 26, 2019

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