生物组织中吸收和散射各向异性光学特性检测方案(红外光谱仪)

AUNION TECH昊量光电 近红外光谱中生物组织吸收和散射各向异性光学特性的测定 T.Reuter，S. Karl， F. Meuche， M. Hoffmann fzmb GmbH， 99947 Bad Langensalza， Deutschland， treuter@fzmb.de 摘要 目前对 FZMB |的研究是利用组织光学在近红外范围内对生物组织进行表征。为了确定生物组织的光学性质，个测量设置，是两个组织的性质都是足够的吸收和散射各向异性， 同时也是计算模型的要求基础上建立的。在这项工作是为以下组织样本(起源于猪))决定的光学性质：股骨髁， 胫骨平台，，交叉韧带，半月板， 肝和肾脏。 介绍 生物组织的光谱研究是当今医学研究的重要组成部分。本研究的一个分支是 schaftigt 与病单位的关系和光谱的变化尽可能的早期疾病看到可以。论医疗技术与生物技术的 schungszentrum 。 因此，研究的语境在近红外光谱中的膝部变化的区域和关节炎 GE 转向紊乱。也从事生物新鲜组织的光学表征一般。Charak terisierung 和显示组织的变化对了解本机状态很重要。所以在这工作那选定的生物组织的当地光学特征是-。光学特性不仅可以用于组织表征，还可用于光学模拟。Karmarkar-ka-蒙克-用于光学性质理论的计算，描述了强散射介质中的光传播。 1.1 库贝尔卡-蒙克-理论 描述光在散射介质中传播的基本思想是两个方向的介质中的辐射河的菜单肺。相反在传播的方向eingestrahl 光，并且在其他做[1]。仍然，光传播在媒介是各向同性和弥漫[2，3]。光应该在心脏传播，包括在z方向的扩展板。为蛋-均匀弥漫的照明导致光的分布在模拟i的方向.这也适用于反向散射光的方向j.由于散射，通过一层 dz 的光损失，描述由散射剖面o和吸收，α定义的吸收剖面。从光衰减方程，通过一层 dz 的方向，i和j可以是以下耦合微分 gleichungssystem (见 eq1)。 在库贝尔卡蒙克参数s和K上，通过这两个方程的漫反射，可以对其进行折射。描述对 sammenhange 在库贝尔卡的大小之间-蒙克理论并且辐射传输等式鳍-星应用的变革[2，4]。使用这些方程Ha，现在可以吸收散射ms和各向异性的 g与库贝尔卡蒙克参数链接和光学性质的实验数据(第2.1).计算出下列方程式(ht 是Gesamt-schwachungskoeffizient)。更详细的描述，请参考文献。 2 方法 本文对实验设计和样品制备作了详细的阐述。 2.1 实验楼 为确定光学性质由库贝尔卡-蒙克必须运载到三独立测量基因(漫反射，弥漫的传输和柯里 COFF EE 传输)。积分球用于 diffu 反射和透射，用于照明和检测。一个白色标准与你担当参考 Reflekti 的 m =99%。光谱仪系统是一个组成部分， 是共同的所有混乱建设，"NIR 1.7 S" 由 INSION提供。三独立测量是 sche 自动显示在随后形成的关闭。 图1：漫反射图 图2：漫射透射图 图3：准直传输示意图 2.2 标本收集和准备 为股骨髁，胫骨平台，十字韧带，半月板，肝和肾脏检查的组织样本来自一个6月大的战斗猪肉。表1概述了每个试样的厚度。特别是组织湿润， 以防止可能Austrock的样品在测量期间是重要的。在整个测量时间生理盐水中，样品的润湿量为 0.1% igen。 表1：组织样品的厚度 示例类型 样品厚度 股骨髁 0，80 mm ±0，05 mm 胫骨 0，90 mm±0，05mm 十字韧带 0.90 mm±0.10 mm 半月板 0.54mm ±0，12 mm 肝脏 2.31 mm±0.69 mm 肾脏 0，81 mm ±0，08 mm Gewebepro 的数字显示在下面的4-9 图4：股骨髁软骨 图5：胫骨平台软骨组织 图6：十字韧带的结构 图7：半月板的结构 图8：肝脏组织 图9：肾脏组织 3 结果 在图10、1111、、112和13中，光学特征是吸收、扩散各向异性和 GE3天鹅绒弱化的被审查的生物组织样品。很明显，光谱在相同的过程中。在所有组织样品它来到强的吸收在水区段到1440毫微米。散射是光弱化的主导机制，但在塞尔维亚帝国之外。所有各向异性约0.9的组织样本继续表现出明显的前向散射。只有在吸水面积，这减少股骨髁软骨高达0.65。 图10：吸收组织样本 图11：组织样本的分布 图12：组织样品的各向异性 图13：组织样品的总弱化 与其他组织样品相比，肾脏、肝脏和十字韧带散射和各向异性的光学特性谱显示出的噪声高出1400nm。这可能归因于一个在高水含量在样品，并且另一方面在织品厚度。 4 总结 在 fzmb，上，用一座建筑物对强散射试样的光学卵特性进行了测量，以确定组织样品的光学性质。标本来自股骨髁和胫骨平台的软骨，交叉韧带，半月板，肝和肾脏。对组织样品的光学性质的测量显示了强的峰值在1440吸收 nm。样品的 sotropie 只略有不同。一个明显的正向散射出现，在该地区的水吸收极少，然后逐渐上升。然而，散射测量结果显示，在组织样本中存在着极大的差异，这在不同的 GE 结构和组织组成-线索上都是适当的。在水峰顶外面是驱散以十到二十倍作为高价值也主要机制为光减弱在组织样品。和在水吸收领域-它只大约二次一样大。由于高噪声从1400毫微米是那光学物产肝脏，肾脏并且十字韧带仅登记，极限可以使用。特别是由于信号差太小，导致了水的峰值问题。然而它不可能是一般样品厚度-承认水没有问题更加encou(可能改进测量安排)。宁可取取决于将被审查的组织。因此对未来的工作更加强烈从事样品准备。 上海昊量光电设备有限公司地址：上海市徐汇区漕宝路光大会展中心F座电话：真：址： www. auniontech. commi邮箱： info@auniontech 生物组织的光谱研究是当今医学研究的重要组成部分。Insion近红外光谱仪研究的语境在近红外光谱中的膝部变化的区域和关节炎 GE 转向紊乱。Insion近红外光谱仪也从事生物新鲜组织的光学表征一般。Charak terisierung 和显示组织的变化对了解本机状态很重要。所以在这工作那选定的生物组织的当地光学特征是-。Insion近红外光谱仪，光学特性不仅可以用于组织表征, 还可用于光学模拟。Karmarkar-ka-蒙克-用于光学性质理论的计算, 描述了强散射介质中的光传播。