Sau khi tìm hiểu sơ bộ về giai đoạn thứ ba của tia laser, chắc hẳn mọi người đã hiểu được rằng tia laser có hai ứng dụng chính trong lĩnh vực y học (bao gồm cả hai) Sau này Dù loại điều trị nào cũng không nhất thiết chỉ sử dụng một tác động duy nhất; Là mang thông tin bằng tia laser [Trong bài viết trước, chúng ta đã được giới thiệu về việc ứng dụng laser trong điều trị y học. Ở bài viết này, người viết tiếp tục chia sẻ về vai trò của laser trong chẩn đoán y học.]

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 [Với laser, nó không chỉ nổi bật trong lĩnh vực điều trị mà còn đóng góp quan trọng trong chẩn đoán y học. Bài viết hôm nay sẽ trình bày ba khía cạnh chính, bao gồm...] Quang phổ sinh học bằng tia laser ， Chụp cắt lớp bằng tia laser ， Kính hiển vi bằng tia laser Mong rằng độc giả có thể cảm nhận sâu sắc thêm về sự hấp dẫn củ

1. Quang phổ sinh học bằng tia laser

Nguyên lý cơ bản : Phổ hấp thụ tia laser

Ứng dụng : Đo lường chức năng trao đổi chất bằng quang phổ hồng ngoại gần, chẩn đoán bệnh bằng phổ huỳnh quang

1.1 Sử dụng đo lường chức năng trao đổi chất bằng quang phổ hồng ngoại gần

[Nếu nhìn vào hình 1.1, chúng ta có thể thấy sự khác biệt tinh tế giữa quang phổ hấp thụ của hemoglobin bị oxy hóa (oxy-Hb) và hemoglobin không bị oxy hóa (deoxy-Hb). ty so truc tuyen Trong khoảng từ 600 đến 800 nanomet, hemoglobin bị oxy hóa hấp thụ ít hơn và tạo ra màu đỏ tươi, trong khi ở trên 800 nanomet, hemoglobin không bị oxy hóa lại có xu hướng hấp thụ ít hơn, giúp đo lường chúng một cách. Khác biệt về tỷ lệ hấp thụ Có thể biết được Độ oxy hóa của mô 。

Hình 1.1: Phổ hấp thụ của hemoglobin

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

Trên mô sinh học Khi chiếu tia laser Thì vị trí bị tổn thương Thể hiện Tia huỳnh quang đặc trưng , dựa trên ánh sáng huỳnh quang này có thể xác định vị trí bị tổn thương. Sử dụng Hình 1.2: Phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang của vật liệu nhạy sáng NPe6 NPe6 （mono-L-aspartyl chlorine 6） 2. Chụp cắt lớp bằng tia laser Hình 3.5(b) Sơ đồ cơ chế phản ứng điều trị quang động học; [Từ hình 1.2, nếu sử dụng ánh sáng phù hợp với dải hấp thụ của nó để kích thích, sẽ phát ra ánh sáng fluorescence có đỉnh tại 662 nanomet (trong dung dịch photphat).]

Phương pháp phát hiện tương pha

(2) Phương pháp phát hiện tương pha thông thường là trộn hai sóng ánh sáng có tần số khác nhau (

[Công nghệ chụp cắt lớp quang học, hay còn gọi là quang CT (optical computed tomography), là một trong những phương pháp hiện đại...]

[Hiện tượng ánh sáng truyền thẳng có cường độ rất thấp, do đó vấn đề lớn nhất là làm thế nào để chọn tín hiệu như vậy và tiến hành phát hiện với độ nhạy cao. Phương pháp hiệu quả nhất hiện nay là...] Sóng tín hiệu và sóng tham chiếu 。

) rồi phát hiện tín hiệu dao động Tán xạ Ánh sáng thu được không cùng phương truyền với ánh sáng tham chiếu, do đó tín hiệu dao động phát hiện được là kết quả của sự can thiệp giữa ánh sáng truyền thẳng và ánh sáng tham chiếu . Phát hiện CT quang học bằng phương pháp tương pha thực nghiệm như hình 2.1: [Phương pháp này chia tia laser thành hai phần: ánh sáng tham chiếu và ánh sáng tín hiệu chiếu vào mẫu sinh học. Sau khi cho ánh sáng tham chiếu một bước sóng nhất định và kết hợp nó với ánh sáng tín hiệu, thực hiện quá trình...] Hình 2.1: Thiết bị thí nghiệm của CT quang học sử dụng phương pháp tương pha (1) Nguyên lý của kỹ thuật OCT như hình 2.2(a), cấu trúc cơ bản là kế Michelson Phát hiện bằng phương pháp tương pha

Hình 2.2(a): Biểu đồ nguyên lý của OCT

[Công nghệ chụp cắt lớp quang học dựa trên sự tương quan quang học, hay OCT (optical coherence tomography), là một công cụ đắc lực...]

(2) Interferometer sử dụng sợi quang quartz truyền ánh sáng cũng có thể sử dụng Ống nội soi [OCT phân chia ánh sáng thành hai chùm - ánh sáng tín hiệu và ánh sáng tham chiếu. Chùm ánh sáng tín hiệu sau khi hội tụ sẽ chiếu vào mô để thu được ánh sáng tán xạ ngược, trong khi ánh sáng tham chiếu phản xạ trở lại từ gương phản xạ được điều chỉnh bởi thiết bị như gốm áp điện. chuyển nhượng Sau khi hai chùm ánh sáng này giao thoa, hệ thống sử dụng. v.v. để thu được 。

Hình ảnh cắt tầng của mô sinh học bên trong

Hình 2.2(b): Biểu đồ nguyên lý của thiết bị OCT sử dụng interferometer sợi quang 3. Kính hiển vi bằng tia laser 3.1 Kính hiển vi cộng pha bằng tia laser Ánh sáng hội tụ sau khi đi qua thấu kính 。

Rọi vào điểm quan sát trong mẫu thử, tại thời điểm này trong mẫu thử hình thành điểm sáng từ ánh sáng rọi, sử dụng

Mắt kính

Bộ lọc không gian

[Hình 3.1(a) minh họa nguyên lý hoạt động của kính hiển vi quang học laser (laser confocal microscope). Từ nguồn sáng (tia laser), ánh sáng được chiếu qua lỗ chiếu sáng và tập trung lên một điểm cụ thể trên mặt phẳng tiêu cự của mẫu...] Để những điểm này tạo hình trên bộ phát hiện. Hình 3.1(a): Biểu đồ nguyên lý của kính hiển vi cộng pha bằng tia laser (2) Trên đây đã giải thích nguyên lý bằng mô hình truyền, nhưng thực tế áp dụng như hình 3.1(b) Cấu trúc phản xạ Hình 3.1(b): Biểu đồ nguyên lý của kính hiển vi cộng pha bằng tia laser có cấu trúc phản xạ 3.2 Kính hiển vi quang cận trường

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

Công nghệ và ứng dụng kính hiển vi quang học quét bằng tia laser Một, độ phân giải của kính hiển vi quang học quét bằng tia laser 。

Khả năng nhìn thấy của mắt thường: 0,2 mm

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

[Hình 3.2 so sánh cấu trúc của kính hiển vi quang học gần trường với kính hiển vi thông thường. Mặc dù hai loại kính có cấu trúc cơ bản giống nhau, nhưng kính hiển vi quang học gần trường có thêm đầu dò nằm rất gần bề mặt mẫu, đóng vai trò quyết định trong việc đạt được độ phân giải siêu vi.]

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

[Đã có một cái nhìn tổng quan về ba ứng dụng chính của laser trong chẩn đoán y học: quang phổ sinh học laser, chụp cắt lớp quang học laser và kính hiể Tiếp theo, chúng ta sẽ đi sâu vào...] Khả năng nhìn thấy của kính hiển vi cộng pha: 0,18 μm 。

Hai. Nguyên lý

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

Đèn chiếu điểm

Điểm phát hiện

Cả hai đều bị lỗ nhỏ phát hiện ngăn chặn

. Lỗ nhỏ chiếu sáng và lỗ nhỏ phát hiện đối với điểm chiếu sáng hoặc điểm phát hiện là đồng pha, vì vậy điểm phát hiện tức

Điểm đồng pha , mặt phẳng nơi điểm phát hiện nằm tức Dù loại điều trị nào cũng không nhất thiết chỉ sử dụng một tác động duy nhất; Mặt phẳng đồng pha [Từ nguồn sáng, ánh sáng đi qua lỗ chiếu sáng được tập trung vào một điểm cụ thể trên mặt phẳng tiêu cự của mẫu. Ánh sáng phát ra từ điểm đó sẽ được hình ảnh hóa trên lỗ thu nhận, trong khi ánh sáng phát ra từ các điểm khác ngoài khu vực đó sẽ...] Hình A: Kính hiển vi quang học quét bằng tia laser Mảnh mỏng quang học Tích lũy các lớp liên tiếp Hình ảnh hai chiều , sau khi xử lý đặc biệt bởi [Máy tính sẽ hiển thị điểm quan sát dưới dạng điểm trên màn hình. Để tạo ra hình ảnh hoàn chỉnh, hệ thống quét trong đường ánh sáng sẽ di chuyển trên mặt phẳng tiêu cự của mẫu, từ đó tạo ra hình ảnh toàn diện. Khi mặt bàn di chuyển lên xuống theo trục Z, tầng mới của mẫu được đưa vào mặt phẳng tiêu cự, và hình ảnh của từng tầng liên tục hiện ra trên màn hình, cho phép quan sát các mặt cắt quang học của mẫu.]

Phần mềm máy tính chuyên dụng

[Mỗi hình ảnh mặt phẳng tiêu cự thực chất là một mặt cắt quang học của mẫu, và mặt cắt này luôn có một độ dày nhất định, còn được gọi là...] , có thể nhận được [Vì cường độ ánh sáng tại điểm tiêu cự mạnh hơn nhiều so với tại các điểm khác, và ánh sáng ngoài vùng tiêu cự bị lọc đi bởi lỗ thu nhận, nên độ sâu trường quan sát của hệ thống quang học cộng hưởng gần bằng không. Việc quét theo trục Z cho phép thực hiện chụp cắt lớp quang học, tạo ra hình ảnh cắt ngang hai chiều tại điểm quan sát. ty so truc tuyen Khi kết hợp quét trong mặt phẳng X-Y với quét theo trục Z, hệ thống có thể. Hình ảnh ba chiều của mẫu thử Hiện tại, nghiên cứu về tia laser trong lĩnh vực tai-mũi-họng chủ yếu bao gồm hai khía cạnh: Hình B: Nguyên lý của kính hiển vi cộng pha Ba, sự khác biệt giữa kính hiển vi cộng pha và kính hiển vi thông thường 1, Ướt nhiễu ảnh, nhận được Ảnh rõ ràng (Hình C) 。

2, Có

Độ phân giải trục cao hơn

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

4, Do quét điểm theo điểm Loại bỏ ảnh hưởng của ánh sáng thừa (Hình F)

3， Bốn, ứng dụng của kính hiển vi quang học quét bằng tia laser A, Định vị và định lượng

(b) Apoptosis tế bào (c) Hybrid hóa in situ bằng fluorescen B, Đo lường động thái

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

(b) Phát hiện gốc tự do

[(a) Vị trí và định lượng đánh dấu fluorescein miễn dịch (đơn, kép hoặc tam): như phân bố của thụ thể màng tế bào hoặc kháng nguyên, phân bố của sợi vi, sợi microtubule, sự hiện diện và đồng vị trí của hai hoặc ba protein, sự đồng vị trí của protein và tế bào quan, sự di chuyển của yếu tố phiên mã trong nhân và sự tăng trưởng, biệt hóa của tế bào gốc.]

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

(d) Di chuyển protein

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

(f) Đo lường điện thế màng mitochondria

(g) Đo lường phục hồi fluorescen bị làm mờ (FRAP)

(h) Đo lường giải phóng và khống chế

(i) Đo lường chuyển giao năng lượng fluorescen cộng hưởng (FRET)

(j) Các ứng dụng khác

Hình ảnh cắt tầng của tế bào

Thai nhi người

Hình ảnh cắt tầng của tế bào

Thai nhi người

j

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