Möglich, optische Eigenschaften von Gewebe zu verändern?

Ich betrachte ein optisches Kohärenztomographieschema , das auf einem Michelson-Interferometer basiert. Die Grundidee ist, dass ein Laserstrahl durch einen Strahlteiler geteilt wird, von dem die Hälfte in ein Gewebe und die andere Hälfte in den Referenzarm gelangt. Das Gewebe streut einen Teil des Lichts zurück, das Licht wird mit dem Licht des Referenzarms rekombiniert und erzeugt Interferenzen, mit denen das Gewebe bis zu einer bestimmten Tiefe sichtbar gemacht werden kann.

Jetzt versuche ich, dieses Schema mit der Erzeugung der zweiten Harmonischen zu kombinieren , die normalerweise (?) auftritt, wenn ein elektrisches Feld (z. B. ein Laser) in ein nichtlineares Medium eintritt. Was passiert ist, dass wenn der Laser mit Frequenz ω 0 tritt in dieses Medium ein, verlässt ein anderer Strahl das Medium, der eine Mischung aus ist ω 0 Und 2 ω 0 Frequenzen. Diese können dann beispielsweise durch ein Prisma getrennt werden.

Nun ist es gut (je nachdem, wie man es betrachtet), dass einige Gewebe wie Kollagen oder Knorpel als nichtlineare Medien fungieren. Wenn man versucht, sie in einem OCT-Schema zu betrachten, werden sie als solche nicht nur Licht mit der Anfangsfrequenz zurückstreuen ω 0 sondern auch Licht mit Frequenz 2 ω 0 .

Wissenschaftler haben einige clevere Aufbauten vorgeschlagen, um dieses zusätzliche Licht häufig nutzen und nutzen zu können 2 ω 0 um mehr Informationen zu erhalten.

Nun meine Hauptfrage: Was sind einige Nachteile bei der Verwendung dieser Methode (wie bei der Verwendung dieses zweiten Lichts 2 ω 0 )? In allen Veröffentlichungen, die ich gelesen habe, scheint es der klassischen OCT-Methode eindeutig überlegen zu sein.

Der einzige einschränkende Faktor, der mir einfällt, ist, dass es nur möglich ist, diesen zweiten harmonischen Effekt in bestimmten Geweben zu verwenden, die als nichtlineare Medien wirken. Und auch hier bin ich mir nicht sicher, ob es sich wirklich um eine grundsätzliche Grenze handelt, daher der Titel. Könnten wir die Eigenschaften von Gewebe ändern, um sie bei Bedarf alle nichtlinear zu machen?

Also noch einmal: Welche anderen Nachteile hat diese Methode, so dass sie nicht gängige Praxis ist? Und vielleicht ... was sind einige Möglichkeiten, diese Probleme zu lösen / zu kompensieren?

Antworten (1)

Wie Sie sagen, funktioniert es nur bei begrenzten Gewebetypen. Wie Ihre Links sagen, funktioniert die optische Kohärenztomographie nur bis zu einer Tiefe von etwa 500 um.

Eine Sache, die Menschen mit der Positronen-Emissions-Tomographie machen, ist die Injektion von Glukose, die an eine radioaktive Quelle gebunden ist. Gewebe, die metabolisch aktiv sind, wie bestimmte Krebsgewebe, nehmen stark Glukose auf. Diese Gewebe beginnen, Gammastrahlenpaare auszusenden. Tomographische Techniken können dann das Krebsgewebe abbilden.

Sie könnten nach Tracern suchen, die ein nichtlineares optisches Material enthalten und von interessierendem Gewebe angezogen werden.

Angesichts der begrenzten Tiefe müssen Sie möglicherweise eine Biopsie durchführen, um das Signal lesen zu können, jedoch mit einer viel höheren Auflösung als PET.

Zunächst vielen Dank für Ihren Kommentar (: 1. Ich verstehe, aber die Tiefe von 500 um ist eine allgemeine Grenze von OCT und hat nichts mit der Erzeugung zweiter Harmonischer zu tun, nein? Ich bin speziell interessiert, auf welche Probleme man stoßen könnte, wenn er versucht, zweite zu kombinieren Harmonische Erzeugung mit OCT 2. Was sind „Tracer“ Könnten Sie vielleicht den Satz „Sie könnten nach Tracern suchen, die ein nichtlineares optisches Material enthalten und von interessierendem Gewebe angezogen werden.“ etwas näher erläutern?
1) Ich ging davon aus, dass, wenn OCT nicht unter 500 um funktioniert, eine zweite harmonische Variante auch nicht funktioniert. OCT verwendet ein Interferometer mit einer Probe und einem Spiegel. Die 2nd Harmonic-Version verwendet ein nichtlineares Sample, das die Frequenz verdoppelt, und einen nichtlinearen "Spiegel". Die Lichtquelle hat eine sehr kurze Kohärenzlänge, was die Tiefe begrenzt. 2) Der PET-Link erklärt radioaktive Tracer. Ich dachte an etwas Ähnliches, aber mit nichtlinearem Material, das die radioaktiven Atome ersetzt. Ich weiß nicht, ob so etwas möglich ist.
Perfekt danke! Wenn Sie Zugriff haben, habe ich etwas in diesem Papier gefunden: osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-30-18-2391 'Abb. 4(B) legt nahe, dass ein Teil des Signals auf das in der Vorwärtsrichtung erzeugte Licht der zweiten Harmonischen zurückzuführen sein kann, das von darunter liegenden Strukturen zurückgestreut wird. Die Vorwärtserzeugung des Signals der zweiten Harmonischen ist ein Nachteil dieser molekularen Kontrasttechnik, und bei der Interpretation der Bilder muss vorsichtig vorgegangen werden.' Habt ihr eine Idee, wie man dem entgegenwirken/mit diesem Nachteil umgehen könnte?
Möglich, optische Eigenschaften von Gewebe zu verändern?
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