Sau khi tìm hiểu về giai đoạn thứ ba của laser, chắc hẳn mọi người đã hiểu được rằng laser có hai ứng dụng chính trong lĩnh vực y học (bao gồm cả). 3.1 Ứng dụng của tia laser trong lĩnh vực da liễu và phẫu thuật thẩm mỹ Trong đó, người đầu tiên Về ứng dụng điều trị bằng tia laser [Trong bài viết trước, chúng ta đã được giới thiệu về việc sử dụng tia laser trong điều trị y học. Còn ở bài viết này, người viết tiếp tục chia sẻ về ứng dụng của tia laser trong chẩn đoán y tế.]

Khi nói đến chẩn đoán y tế, mọi người có thể nghĩ ngay đến quá trình kiểm tra sức khỏe. Điện tâm đồ. ， Siêu âm. [Tia laser đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực chẩn đoán y học. Bài viết này sẽ trình bày ba khía cạnh chính:...] Quang phổ sinh học bằng laser. ， Chụp cắt lớp bằng laser. ， Kính hiển vi laser. Mong rằng độc giả có thể cảm nhận thêm vẻ đẹp của laser.

1. Quang phổ sinh học bằng laser.

Nguyên lý cơ bản. : Phổ hấp thụ laser.

Ứng dụng. : Đo lường chức năng chuyển hóa bằng phổ hồng ngoại gần, chẩn đoán bệnh bằng phổ huỳnh quang.

1.1 Sử dụng đo lường chức năng chuyển hóa bằng phổ hồng ngoại gần.

[Nếu nhìn vào hình 1.1, chúng ta có thể thấy rằng quang phổ hấp thụ của hemoglobin oxy hóa (oxy-Hb) và hemoglobin chưa oxy hóa (deoxy-Hb) có sự khác biệt nhỏ nhưng đáng chú ý. Trong khoảng bước sóng từ 600 đến 800nm, oxy-Hb hấp thụ ít hơn và cho màu đỏ tươi rõ rệt, còn ở bước sóng trên 800nm, deoxy-Hb hấp thụ ít hơn, giúp đo đạc chúng một cách hiệu quả...] Khác nhau về tỷ lệ hấp thụ. Có thể biết. Độ oxy hóa của mô. 。

Hình 1.1: Quang phổ hấp thụ củ

1.2 Sử dụng phổ huỳnh quang để xác định vị trí tổn thương.

Trên mô sinh học. Chiếu laser. Khi đó. Vị trí bị tổn thương. Hiển thị. Huỳnh quang đặc trưng. , theo huỳnh quang này có thể xác định vị trí bị tổn thương. Sử dụng NPe6 （mono-L-aspartyl chlorine 6） Làm. chăm sóc da laser [Như hình 1.2 chỉ ra, khi sử dụng ánh sáng phù hợp với dải hấp thụ của nó để kích thích, nó sẽ phát ra ánh sáng fluorescences có đỉnh tại 662nm (trong dung dịch phosphat).]

Hình 1.2: Quang phổ hấp thụ và huỳnh quang của vật liệu quang nhạy NPe6.

2. Chụp cắt lớp bằng laser.

[Công nghệ quét CT quang học, hay còn gọi là optical computed tomography (OCT), là một phương pháp tiên tiến...]

[Ánh sáng truyền thẳng có cường độ rất thấp, vì vậy vấn đề đặt ra là làm thế nào để chọn tín hiệu này ra và phát hiện với độ nhạy cao nhất. Hiện tại, phương pháp hiệu quả nhất là...] Phương pháp soi sá 。

(2) Được gọi là phương pháp soi sáng quang sai, thông thường là sự trộn lẫn giữa hai sóng ánh sáng khác tần số ( Sóng tín hiệu và sóng tham chiếu ) và sau đó phát hiện tín hiệu beat. Scattering [Phương pháp này phân chia chùm tia laser thành ánh sáng tham chiếu và ánh sáng tín hiệu chiếu vào mẫu sinh học. Sau khi cho ánh sáng tham chiếu một tần số cụ thể và kết hợp nó với ánh sáng tín hiệu, nó được kết hợp nhiều lần...] Ánh sáng thu được và ánh sáng tham chiếu không cùng hướng phân cực, sẽ không tạo ra tín hiệu beat, do đó tín hiệu beat được phát hiện ra là Kết quả của việc giao thoa giữa ánh sáng truyền thẳng và ánh sáng tham chiếu. . Việc phát hiện quang học CT bằng phương pháp quang sai như vậy là thiết bị thí nghiệm như Hình 2.1: Hình 2.1: Thiết bị thí nghiệm của phương pháp soi sáng quang sai trong phát hiện quang học CT.

(1) Nguyên lý của kỹ thuật OCT như Hình 2.2(a), cấu trúc cơ bản là

[Công nghệ OCT quang học, hay còn gọi là optical coherence tomography (OCT), là một công cụ quan trọng trong y học...]

Mạchkelson Phát hiện quang sai [OCT chia ánh sáng thành hai phần - ánh sáng tín hiệu và ánh sáng tham chiếu, trong đó ánh sáng tín hiệu sau khi hội tụ sẽ chiếu vào mô để nhận lại ánh sáng tán xạ ngược, trong khi ánh sáng tham chiếu phản xạ trở lại từ gương điều biến bằng gốm áp điện. keo ty so Hai chùm ánh sáng sau khi can thiệp sẽ được xử lý để. Hình 2.2(a): Biểu đồ nguyên lý OCT 。

(2) Sử dụng bộ cảm biến quang học qua sợi quang như trong Hình, có thể sử dụng

Ống dẫn v.v để nhận được Hình ảnh cắt lớp của mô sinh học bên trong Hình 2.2(b): Biểu đồ nguyên lý OCT sử dụng bộ cảm biến quang học qua sợi quang 。

3. Kính hiển vi laser

3.1 Kính hiển vi cộng hưởng laser

Lăng kính hội tụ ánh sáng

[Hình 3.1(a) minh họa nguyên lý của kính hiển vi quang học laser. Ánh sáng từ nguồn điểm (laser) sau khi phát ra...] Sau đó chiếu vào điểm quan sát trong mẫu thử, khi đó trong mẫu thử sẽ hình thành điểm sáng từ ánh sáng chiếu vào, sử dụng Ống kính vật Bộ lọc không gian Để những điểm này tạo hình trên bộ phát hiện. Hình 3.1(a): Biểu đồ nguyên lý của kính hiển vi cộng hưởng laser (2) Trên đây đã giải thích nguyên lý bằng mô hình truyền sáng, nhưng thực tế sử dụng cấu trúc phản xạ như Hình 3.1(b)

Cấu trúc phản xạ

Hình 3.1(b): Biểu đồ nguyên lý của kính hiển vi cộng hưởng laser kiểu phản xạ 3.2 Kính hiển vi quang học gần trường 。

Hình 3.2: Sơ đồ minh họa kính hiển vi quang học gần trường (a) và kính hiển vi quang học thường (b)

Công nghệ và ứng dụng kính hiển vi quét cộng hưởng laser

[Hình 3.2 là sơ đồ so sánh giữa kính hiển vi quang học gần và kính hiển vi thông thường. Về cơ bản cấu trúc của cả hai khá giống nhau, nhưng kính hiển vi quang học gần có thêm đầu dò gần bề mặt mẫu, đóng vai trò quan trọng trong việc đạt được độ phân giải siêu vi...]

Một, độ phân giải của kính hiển vi quét cộng hưởng laser

[Trên đây là giới thiệu ngắn gọn về ba ứng dụng chính của tia laser trong chẩn đoán y tế: quang phổ sinh học laser, chụp cắt lớp laser và kính hiể Tiếp theo, chúng ta sẽ tập trung chi tiết hơn vào...] Khả năng nhìn thấy của mắt người: 0,2mm 。

Khả năng nhìn thấy của kính hiển vi quang học: 0,25μm

Khả năng nhìn thấy của kính hiển vi điện tử: 0,2nm

Khả năng nhìn thấy của kính hiển vi cộng hưởng: 0,18μm

Hai. Nguyên lý

Confocal sử dụng lỗ chiếu sáng đặt sau nguồn sáng và lỗ phát hiện đặt trước bộ phát hiện để thực hiện

Đèn chiếu điểm

Phát hiện điểm Cả hai đều bị lỗ phát hiện ngăn chặn. Trong đó, người đầu tiên . Lỗ chiếu sáng và lỗ phát hiện đối với điểm chiếu sáng hoặc điểm phát hiện là đồng trục, do đó điểm được phát hiện tức là [Ánh sáng từ nguồn phát qua lỗ chiếu sáng tập trung vào một điểm cụ thể trên mặt phẳng tiêu cự của mẫu, ánh sáng phát ra từ điểm đó được hình ảnh hóa trên lỗ thu pinhole, trong khi ánh sáng phát ra từ bất kỳ điểm nào khác bên ngoài sẽ...] Điểm cộng pha , mặt phẳng nơi điểm phát hiện nằm tức là Mặt phẳng cộng pha Hình A: Kính hiển vi quét cộng hưởng laser Màng mỏng quang học [Máy tính hiển thị điểm được phát hiện dưới dạng điểm trên màn hình máy tính. Để tạo ra hình ảnh hoàn chỉnh, hệ thống quét trong đường ánh sáng di chuyển trên mặt phẳng tiêu cự của mẫu, tạo ra hình ảnh toàn diện. Khi bàn nâng hạ theo trục Z, mặt mới của mẫu được đưa lên mặt phẳng tiêu cự và hình ảnh mới xuất hiện trên màn hình, và khi trục Z di chuyển liên tục, ta có thể quan sát các hình ảnh cắt liên tiếp của mẫu ở các mặt khác nhau.]

Gom các tầng liên tục

[Mỗi hình ảnh mặt phẳng tiêu cự thực chất là một mặt cắt quang học của mẫu, mặt cắt này có độ dày nhất định, còn được gọi là...] Hình ảnh hai chiều [Vì cường độ ánh sáng tại điểm tiêu cự lớn hơn nhiều so với tại các điểm không phải tiêu cự, và ánh sáng không thuộc mặt phẳng tiêu cự bị loại bỏ bởi lỗ pinhole, nên độ sâu trường của hệ thống quang học tương đương với không, việc quét theo trục Z có thể thực hiện quét quang học cắt lớp, tạo ra hình ảnh cắt quang học hai chiều tại điểm tiêu cự của mẫu. keo ty so Việc kết hợp quét trong mặt phẳng X-Y (mặt phẳng tiêu cự) với quét theo trục Z (trục quang học). , sau khi xử lý chuyên sâu (1) Công nghệ này được dẫn đường bởi các cơ sở hình ảnh, Phần mềm máy tính , có thể nhận được hình ảnh Ba chiều Hình B: Nguyên lý kính hiển vi cộng hưởng Ba, sự khác biệt giữa kính hiển vi cộng hưởng và kính hiển vi thông thường 。

1, ức chế sự mờ của hình ảnh, nhận được

Hình ảnh rõ nét

(Hình C) 2, có Độ phân giải trục cao hơn

, và có thể nhận được các phần cắt quang học liên tục (Hình D) Tăng độ phân giải ngang (Hình E)

3， 4, do quét điểm-điểm Loại bỏ ảnh hưởng của ánh sáng dư

(Hình F) Bốn, ứng dụng của kính hiển vi quét cộng hưởng laser A, Định vị và định lượng

(b) Apoptosis của tế bào

(c) Hybrid hóa in situ phát huỳnh quang

[a) Định vị và định lượng đánh dấu fluorescences miễn dịch (đơn, đôi hoặc ba): như phân bố của thụ thể màng tế bào hoặc kháng nguyên, phân bố của sợi microfilament và microtubule, sự tồn tại và đồng định vị của hai hoặc ba protein, sự đồng định vị của protein và tế bào, sự di chuyển của yếu tố phiên mã nhân và sự tăng trưởng, biệt hóa của tế bào gốc. Kèo cái

B, Đo lường động

(a) Sự phân bố và thay đổi nồng độ của Ca2+ tự do trong tế bào sống hoặc mô (Zn+, Na+, K+)

(b) Phát hiện gốc tự do

(c) Quá trình động của thuốc đi vào tế bào, phân bố và định lượng

(d) Chuyển vị protein

(e) Đo nồng độ H+ (giá trị pH) của tế bào sống

(f) Đo điện thế màng mitochondria

(g) Đo khôi phục sự huỳnh quang bị làm nhạt (FRAP)

(h) Đo khai mở và khóa khai mở

(i) Đo chuyển giao năng lượng huỳnh quang cộng hưởng (FRET)

(j) Các ứng dụng khác

Hình ảnh cắt lớp của tế bào

Thai nhi người

Thai nhi người

------------