Можно ли изменить оптические свойства ткани?

Я рассматриваю схему оптической когерентной томографии , основанную на интерферометре Майкельсона. Основная идея заключается в том, что лазерный луч разделяется светоделителем, половина которого попадает в какую-либо ткань, а другая половина — в эталонное плечо. Ткань рассеивает часть света обратно, свет рекомбинируется со светом от эталонного плеча и создает интерференцию, которую можно использовать для визуализации ткани на определенной глубине.

Теперь я пытаюсь совместить эту схему с генерацией второй гармоники , которая обычно (?) происходит, когда электрическое поле (такое как лазер) входит в нелинейную среду. Что происходит, так это то, что если лазер с частотой ю 0 входит в эту среду, другой луч выйдет из среды, которая представляет собой смесь ю 0 и 2 ю 0 частоты. Затем они могут быть разделены, например, какой-либо призмой.

Теперь хорошо (зависит от того, как вы на это смотрите), что некоторые ткани, такие как коллаген или хрящ, действуют как нелинейные среды. Таким образом, когда вы пытаетесь посмотреть на них в схеме ОКТ, они будут отражать не только свет с начальной частотой ю 0 но и свет с частотой 2 ю 0 .

Ученые предложили несколько умных устройств , позволяющих использовать этот дополнительный свет с определенной частотой. 2 ю 0 чтобы получить больше информации.

Теперь мой главный вопрос: каковы некоторые недостатки использования этого метода (например, при использовании этого второго источника света). 2 ю 0 )? Во всех статьях, которые я читал, он явно превосходит классический метод ОКТ.

Единственный ограничивающий фактор, о котором я могу думать, заключается в том, что этот эффект второй гармоники можно использовать только в определенных тканях, которые действуют как нелинейные среды. И даже здесь я не уверен, действительно ли это фундаментальный предел, отсюда и название. Можем ли мы изменить свойства ткани, чтобы при необходимости сделать их все нелинейными?

Итак, еще раз: какие еще недостатки есть у этого метода, из-за чего он не является общепринятой практикой? И, может быть... какие есть способы решить/компенсировать эти проблемы?

Ответы (1)

Как вы говорите, это работает только на ограниченных типах тканей. Как говорится в ваших ссылках, оптическая когерентная томография работает только на глубине до 500 мкм или около того.

С помощью позитронно-эмиссионной томографии люди вводят глюкозу, прикрепленную к радиоактивному источнику. Метаболически активные ткани, такие как некоторые раковые ткани, сильно поглощают глюкозу. Эти ткани начинают излучать пары гамма-лучей. Затем с помощью томографических методов можно получить изображение раковой ткани.

Вы можете искать индикаторы, которые содержат нелинейный оптический материал и притягиваются к интересующей ткани.

Учитывая ограниченную глубину, вам может потребоваться биопсия, чтобы прочитать сигнал, но с гораздо более высоким разрешением, чем при ПЭТ.

Во-первых, спасибо за ваш комментарий (: 1. Я вижу, но глубина 500 мкм является общим пределом ОКТ и не имеет ничего общего с генерацией второй гармоники, нет? Мне особенно интересно, с какими проблемами можно столкнуться, когда он пытается объединить вторую генерация гармоник с помощью ОКТ 2. Что такое «трассеры»? Не могли бы вы объяснить предложение «Вы можете искать индикаторы, которые содержат нелинейный оптический материал и притягиваются к интересующей ткани» немного подробнее?
1) Я предполагал, что если ОКТ не будет работать ниже 500 мкм, то и вариант второй гармоники тоже не будет. ОКТ использует интерферометр с образцом и зеркалом. Версия 2-й гармоники использует нелинейный образец, удваивающий частоту, и нелинейное «зеркало». Источник света имеет очень короткую длину когерентности, что ограничивает глубину. 2) Ссылка PET объясняет радиоактивные индикаторы. Я думал о чем-то подобном, но с нелинейным материалом, заменяющим радиоактивные атомы. Я не знаю, возможно ли такое.
Отлично спасибо! Если у вас есть доступ, я нашел кое-что в этой статье: osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-30-18-2391 'Рис. 4(B) предполагает, что некоторая часть сигнала может быть связана со светом второй гармоники, генерируемым в прямом направлении, который отражается назад от нижележащих структур. Прямая генерация сигнала второй гармоники является недостатком этого метода молекулярного контраста, и при интерпретации изображений необходимо соблюдать осторожность». Есть ли у вас какие-либо идеи, как можно противодействовать этому/справиться с этим недостатком?