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Biophotonics en biología del tejido

Por Jeyashree Sundaram, MBA

Biophotonics es un campo multidisciplinario que se convierte que dedica las técnicas luz-basadas funcionales al remedio y a las ciencias de la vida.

Haber: Fotos/Shutterstock del ci

Una característica importante de este campo es de visualización y que descubre de las células y del tejido. Esto implica la inyección de marcadores fluorescentes, en un sistema vivo, para seguir dinámica de un lanzamiento de la célula y de la droga.

La biología del tejido implica el análisis de la estructura microscópica de los tejidos animales y humanos.  Esto es realizada a menudo examinando una rebanada fina del tejido bajo una luz o un microscopio electrónico.

Este análisis interdisciplinario de la biología y del photonics se utiliza para descubrir, imagen, y regula componentes biológicos en los tejidos.

Tramitación del laser del tejido por los biophotons

Los mecanismos de las diversas acciones recíprocas del tejido del laser para el retiro del tejido, corte, y coagulación se utilizan extensamente para las dimensiones quirúrgicas en varias profesiones clínicas importantes tales como odontología, oftalmología, ginecología, cirugía de la nariz y del paso, cirugía del oído, y urología.

Esto es inspirada por el hecho de que la dominación magnífica en parámetros del laser permiso procedimientos quirúrgicos ultra-exactos sin dañar los alrededores del tejido regular. Además, el retiro y el corte del tejido ocurre en un muy de alta temperatura en cirugía del laser.

Las terminaciones del vaso sanguíneo y nerviosas que se han tajado durante cirugía consiguen coaguladas y resultado en baja de sangre mínima y la severidad creciente del dolor.

La ventaja mayor de laseres es que el transporte de la radiación se puede realizar con flexible, fino, las fibras ópticas a los órganos internos endoscópico con la laceración de menor importancia.

Uso de Biophotonics en el campo de la histología

Sistema del laser con mando de sensor: Los sistemas controlados del laser del sensor están de foco en el campo de la terapia. Estos sistemas se han utilizado ya en análisis experimentales con los tejidos vivos y los seres humanos.

Pueden también ser utilizados para los cálculos intramurales y para la destrucción de los tejidos del tumor. La mayoría de los tumores son destruidos con la vaporización por diversas fuentes de laser y terapia fotodinámica. El adelanto de sensores con las fuentes de laser para el tratamiento del tejido malo para la destrucción eficiente, específica, y segura de tejidos está bajo investigación.

proyección de imagen Híper-espectral (HSI): EL SUYO, si no conocido como espectrómetro de la proyección de imagen, es un procedimiento de desarrollo para los diversos usos médicos, específicamente en cirugía y la diagnosis imagen-conducidas de enfermedades.

EL SUYO implica la adquisición de los grupos de datos (tridimensionales) tridimensionales llamados hypercube, comprendiendo una dimensión espectral y dos dimensiones espaciales. Él también socorros en la dirección y la diagnosis quirúrgicas eficientes de enfermedades no invasores.

La luz entregada a los tejidos biológicos se sujeta a dispersar múltiple, mientras que propaga a través de tejido, de las estructuras y de la amortiguación biológicas no homogéneas sobre todo en melanina, hemoglobina, y agua.

Se ha asumido que el dispersar, la fluorescencia, y las propiedades de la amortiguación del tejido varían mientras que progresa la enfermedad. Por lo tanto, la luz transmitida, reflejada, y fluorescente del tejido que ha sido capturado por EL SUYO contiene datos diagnósticos cuantitativos sobre la patología del tejido.

Recientemente, los avances en técnicas del análisis de imagen, la potencia de cómputo, y las cámaras híper-espectrales habilitan la utilización EL SUYO en diversos usos médicos.

Proyección de imagen óptica difusa (DOI): Difunda la espectroscopia óptica (DOS) y la proyección de imagen óptica difusa utiliza del infrarrojo cercano (NIR) en la extracción no invasor de la información espectral y espacial de las estructuras subsuperficies gruesas del tejido.

Las técnicas de DOI y del DOS se están probando en diversos usos clínicos, específicamente en músculo, pecho, y tejidos cerebrales. Esto se centra en el uso del DOS y de DOI para curar el cáncer de pecho.

Las técnicas de DOI se clasifican en dos grupos: difunda la topografía óptica (técnica de DOI que ofrece mediciones topográficas) y difunda la tomografía óptica (la técnica de DOI que crea imágenes tomográficas en tridimensional).

Difunda la topografía óptica (DOT): Esta clase de topografía se utiliza vigila contínuo la función del cerebro en las áreas corticales.  El PUNTO puede ser realizado como topografía reconstruida y dirigir la topografía o la espectroscopia del infrarrojo cercano.

  • Espectroscopia del infrarrojo cercano: Éste es el método extensamente utilizado de PUNTO. En esta aproximación, los detectores y un grupo de las fuentes de luz que espacial se distribuyen se colocan en la superficie del objetivo. Las características el dispersar del tejido de la muestra permiten a los fotones cercano-IR dispersar con ella. Una parte de estos fotones dispersos es detectada por el detector de tal modo que examina el volumen difuso que existe entre dos posiciones.

Si las propiedades ópticas del tejido consiguen modificadas después de un periodo de tiempo, hay posibilidades del fotón para alcanzar el mismo detector alterando la intensidad mensurable. Un 2.o conjunto de datos topográfico puede ser construido midiendo los cambios entre cada equipo de una fuente y el detector.

  • Topografía reconstruida: detectando una imagen de alta resolución de los cambios resueltos de la amortiguación, una reconstrucción 3D de la imagen se produce. Se hace generalmente vía la detección de la distribución conveniente de la amortiguación, donde los datos medidos se igualan con resultados de la simulación de las distribuciones numerosas de la amortiguación dentro de la imagen 3D. Por lo tanto, la grabación de la señal en las diversas distancias entre la fuente y el detector es esencial.

Tomografía óptica difusa

Esta técnica utiliza un método que se asemeje a la tomografía calculada en la reconstrucción de las imágenes 3D. La tomografía óptica necesita la registración de la serie de las mediciones del tejido según lo realizado en topografía reconstruida.

Sin embargo, hay una necesidad de conseguir mediciones esenciales numerosas en construir la imagen 3D y esto tiene que ser detectada de diversos ángulos.

Biophotonics poised to make major breakthroughs in medicine - Science Nation

Haber: National Science Foundation/YouTube

Fuentes:

[Lectura adicional: Microscopia]

Last Updated: Feb 26, 2019

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