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- 光聲傳感器測(cè)量活組織中的水分含量
- 來(lái)源：傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2023/1/10
皮膚組織中水分過多或過少可能是各種健康問題的征兆，例如水腫。來(lái)源：斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究所
來(lái)自Skoltech和德克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)分院（美國(guó)）的研究人員展示了光聲學(xué)如何用于監(jiān)測(cè)皮膚含水量，該技術(shù)有望用于組織創(chuàng)傷管理和美容等醫(yī)療應(yīng)用。概述這些結(jié)果的論文發(fā)表在《生物光子學(xué)雜志》上。
（由液體積聚引起的腫脹）或脫水，這也可能對(duì)美容產(chǎn)生影響。目前，電學(xué)，機(jī)械學(xué)和光譜學(xué)方法可用于監(jiān)測(cè)組織中的水分含量，但沒有準(zhǔn)確且無(wú)創(chuàng)的技術(shù)可以提供潛在臨床應(yīng)用所需的高分辨率和顯著的探測(cè)深度。
Skoltech光子學(xué)和量子材料中心的Sergei Perkov和他的同事決定測(cè)試光聲方法是否可以用于此目的。在光聲監(jiān)測(cè)中，用脈沖光照射組織，這會(huì)導(dǎo)致吸收該光的目標(biāo)的熱彈性膨脹，并且可以在超聲信號(hào)中檢測(cè)到該目標(biāo)。在以前的研究中，光聲光譜已被證明可以檢測(cè)血紅蛋白，黑色素和水，研究小組決定找出這種方法是否可以用于組織模型和體內(nèi)真實(shí)皮膚。
“OA技術(shù)對(duì)于臨床應(yīng)用是有效的，因?yàn)樾盘?hào)檢測(cè)所需的生物組織吸收的能量相對(duì)較小。與其他光學(xué)方法相比，OA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，我們只需要在一個(gè)方向上傳遞激光能量 - 到吸收體，然后我們檢測(cè)到產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，該信號(hào)在生物組織中衰減不大，而為了使用光學(xué)方法檢測(cè)信號(hào)，光束需要傳播到吸收體并返回（或通過整個(gè)身體部位），“Skoltech教授，該論文的合著者Dmitry Gorin說。
研究人員用水用明膠和牛奶構(gòu)建了兩層“皮膚幻影”，并用水構(gòu)建了其中一些來(lái)模擬頂部“表皮”層下的腫脹。他們還在人類手腕上測(cè)試了他們的光聲探測(cè)器，沒有水腫。他們獲得的數(shù)據(jù)與早期發(fā)表的皮膚含水量數(shù)據(jù)非常吻合，該團(tuán)隊(duì)能夠確定用于水含量監(jiān)測(cè)的波長(zhǎng)。
接下來(lái)，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在體內(nèi)對(duì)真實(shí)水腫進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn)，并增加用于OA信號(hào)生成的不同波長(zhǎng)的數(shù)量，以嘗試量化皮膚不同層中的水量。這項(xiàng)工作將繼續(xù)與UTMB Galveston教授Rinat Esenaliev合作。
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