鸭脖娱乐app:新型激光成像技术可实时查看小型动物体内状况

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更新时间:2021-11-19

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鸭脖娱乐app:新型激光成像技术可实时查看小型动物体内状况

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利用一种新型激光光学技术,科学家可动态查阅小型动物的体内状况。

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本文摘要:利用一种新型激光光学技术,科学家可动态查阅小型动物的体内状况。

利用一种新型激光光学技术,科学家可动态查阅小型动物的体内状况。该技术以光线和超声波为基础,分辨率不足以使科学家看清楚动物器官、流动的血液、蔓延的黑色素瘤细胞、以及高效运作神经网络等。这样一来,研究人员之后可监测药物在动物体内蔓延的过程,理解有所不同器官对药物的反应。

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图为用光声光学技术分解的小鼠器官图像。该技术将光线与超声波融合,可动态分解原始的断层扫描图。图为用光声光学技术分解的小鼠肠道图像。

此次研究由杜克大学和加州理工学院牵头积极开展。该技术取名为“单脉冲光声计算机断层扫描光学”(全称SIP-PACT),利用光显微镜技术和超声波光学技术仔细观察动物的体内状况。研究人员称之为,对小型动物的活体扫瞄仍然不存在图像分辨率和扫瞄速度的容许,而这一新技术可以解决问题这一问题。

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它可以动态分解动物体内的断层扫描图,以成年小鼠为事例,每秒可分解50张原始的断层扫描结果。“光声光学技术可以动态分解小型动物身体的原始断层扫描图像,被我们寄予厚望。

”此次研究的联合作者、杜克大学生物医学工程助理教授JunjieYao博士认为,“利用这一技术,研究人员可精彩监测药物在动物体内的产于情况,以及有所不同器官对药物的反应。”光声光学技术在同一平台上统合了多种光学技术。传统的光显微镜技术可较慢分解高分辨率图像,通过有所不同的组织吸取、光线或收敛的光线波长(即颜色),体现动物的身体内部细节。

例如,黑色素可吸收将近红外光,而血液对光线的反应则各不相同血氧量强弱。然而,由于大部分光线在击穿的组织时会再次发生衍射,光学深度仅有几毫米。相比之下,超声波需要精彩击穿身体的组织,因此可使我们仔细观察得更加了解。

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但超声波无法辨别的组织的化学成分,因此无法像光线一样、为我们获取最重要的医疗信息。核磁共振光学技术(MRI)也能仔细观察到的组织内部情况,但必须利用强劲的磁场,且分解图像的时间较长,从几秒到几分钟平均,X光和正电子升空计算机断层扫描技术(PET)又不会产生大量电磁辐射,不能用作长时间仔细观察,但光声光学技术利用的是强劲而一段时间的激光脉冲,可在确保安全性的前提下、使细胞收到超声波,进而击穿身体的组织。在此次近期研究中,Yao博士和加州理工学院的LihongWang博士还使光声光学技术的速度和扫瞄范围都获得大幅度提高。他们重新组建了一台环形成像探测器和一套较慢数据采集系统,利用三角测量法确认小型动物体内各道超声波的来源,最后,改良后的光学技术可了解生物的组织内部五厘米,分辨率达亚毫米级,同时还保有了传统光显微镜技术获取的信息。

“这相等于把夏天午后一秒内搜集的阳光传输到一片指甲那么大的面积中,然后在一纳秒内升空过来。”Yao博士说明道。他近十年来仍然致力于研究这一技术。

“激光打中细胞后,其装载的能量使细胞略为有加剧、体积立刻收缩,由此产生了超声波,这就看起来徐徐推展一个物体和用力敲击它、使其震动之间的区别,我们可理解生物体内的全方位信息,每次激光脉冲都会遗漏任何细节,可以动态监测生物体内动态,如心脏的跳动、动脉的扩展、有所不同的组织的功能等。”研究人员利用该技术跟踪了黑色素瘤细胞在小鼠血管内移往的过程,同时摄制了整个大脑神经网高速运转的视频。“这一技术功能十分强劲,因为它需要流经任何造影剂。

”Yao博士认为,“这样我们就能确认生物体内的变化不是由外部原因引发的。我们指出这一技术在临床前期光学和临床临床领域具有极大潜力。


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