Diffuse optische Bildgebung - Diffuse optical imaging

Ein faseroptisches Array zur Erkennung von Brustkrebs mittels diffuser optischer Tomographie.

Die diffuse optische Bildgebung ( DOI ) ist eine Methode zur Bildgebung unter Verwendung von Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) oder fluoreszenzbasierten Methoden. Bei der Erstellung von volumetrischen 3D-Modellen des abgebildeten Materials wird DOI als diffuse optische Tomographie bezeichnet , während 2D-Bildgebungsverfahren als diffuse optische Topographie klassifiziert werden .

Die Technik hat viele Anwendungen in den Bereichen Neurowissenschaften, Sportmedizin, Wundüberwachung und Krebserkennung. Typischerweise überwachen DOI-Techniken Änderungen der Konzentrationen von sauerstoffhaltigem und sauerstoffarmem Hämoglobin und können zusätzlich die Redoxzustände von Cytochromen messen . Die Technik kann je nach Verwendung auch als diffuse optische Tomographie (DOT), optische Nahinfrarot-Tomographie (NIROT) oder diffuse optische Fluoreszenztomographie (FDOT) bezeichnet werden.

In den Neurowissenschaften können funktionelle Messungen unter Verwendung von NIR-Wellenlängen und DOI-Techniken als funktionelle Nahinfrarotspektroskopie fNIRS klassifiziert werden .

Physikalischer Mechanismus

Biologische Gewebe können als stark diffusionsfähige Medien angesehen werden, da während der Lichtausbreitung das Streuphänomen gegenüber der Absorption im sogenannten "therapeutischen Fenster" -Spektralbereich dominiert . Die Photonenmigration in diffusiven Medien wird durch das heuristische Modell der Diffusionsgleichung beschrieben , das analytische Lösungen für bestimmte Geometrien bietet. Ausgehend von der gemessenen Absorptions- und Streukoeffizienten ist es möglich , die Konzentrationen von Geweben main abzuleiten Chromophore .

Die diffuse optische Abbildung kann im Zeitbereich , im Frequenzbereich oder in der kontinuierlichen Welle in der Konfiguration des Reflexionsvermögens oder der Durchlässigkeit implementiert werden .

Siehe auch

Verweise