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丝瓜app幸福宝下载:新型激光成像技术可实时查看小型动物体内状况

时间:2021-03-20 13:18
本文摘要:利用一种新的激光光学技术,科学家可以动态检查小动物的内部状况。这项技术基于光和超声波,其分辨率不足以让科学家清楚地看到动物器官、流动的血液、扩散的黑色素瘤细胞以及神经网络的高效运行。这样,研究人员可以监测药物在动物体内的传播,了解不同器官对药物的反应。 图为光声光学分解的小鼠器官图像。该技术结合了光和超声,可以动态分解原始断层图像。 图为光声光学分解的小鼠肠道图像。这项研究由杜克大学和加州理工学院领导。

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利用一种新的激光光学技术,科学家可以动态检查小动物的内部状况。这项技术基于光和超声波,其分辨率不足以让科学家清楚地看到动物器官、流动的血液、扩散的黑色素瘤细胞以及神经网络的高效运行。这样,研究人员可以监测药物在动物体内的传播,了解不同器官对药物的反应。

图为光声光学分解的小鼠器官图像。该技术结合了光和超声,可以动态分解原始断层图像。

图为光声光学分解的小鼠肠道图像。这项研究由杜克大学和加州理工学院领导。这项技术被称为“单脉冲光声计算机断层成像光学”(全名SIP-PACT),它利用光学显微镜技术和超声光学技术仔细观察动物的内部情况。

研究人员表示,对于小动物的体内扫描,仍然没有图像分辨率和扫描速度的容忍度,这项新技术可以解决这个问题。它可以动态分解动物的断层图像。以成年小鼠为例,每秒可以分解50个原始层析结果。“光声光学技术可以动态分解小动物身体的原始断层图像,这是我们高度期待的。

”这项研究的合著者、杜克大学生物医学工程助理教授姚俊杰博士认为,“利用这项技术,研究人员可以监控动物体内的药物生产以及不同器官对药物的反应。”光声光学技术将各种光学技术集成在同一个平台上。传统的光学显微镜技术可以缓慢分解高分辨率图像,通过不同的组织吸收、光线或会聚光波长(即颜色)来反映动物身体内部的细节。比如黑色素可以吸收近红外光,而血液对光的反应是不同的。

然而,光学深度只有几毫米,因为大多数光在穿透组织时会再次衍射。相比之下,超声波需要透亮地穿透身体的组织,所以我们可以仔细观察,更好地理解它们。但是,超声波无法区分组织的化学成分,因此无法像光一样为我们获取最重要的医学信息。

核磁共振光学(MRI)也可以仔细观察组织内部情况,但必须使用强磁场,分解图像的时间较长,平均从几秒到几分钟不等。x射线和正电子发射计算机断层扫描(PET)不产生大量的电磁辐射,不能用于长期细致的观察。

而光声光学在一段时间内使用强激光脉冲,可以使细胞接收超声波,然后在保证安全的前提下穿透机体。在最近的这项研究中,美国加州理工学院的姚博士和博士也大大提高了光声光学的速度和扫描范围。他们重建了一个环形成像探测器和一个较慢的数据采集系统,并使用三角测量法来确认小动物体内各种超声波的来源。

最后,改进后的光学技术可以以亚毫米的分辨率了解生物组织内部五厘米,同时保留了传统光学显微镜技术获得的信息。“这相当于把夏天下午一秒钟内收集到的太阳光传输到一个像钉子一样大的区域,然后在一纳秒内起飞。”姚博士解释道。

他从事这项技术已经将近十年了。“激光击中细胞后,其加载的能量使细胞轻微增强,并立即缩小其体积,从而产生超声波。这似乎就是慢慢推一个物体和用力撞击使其振动的区别。我们可以了解有机体中的全面信息。

每次激光脉冲漏掉任何细节,它都能动态监测机体内的动态,比如心脏的跳动,动脉的扩张,以及不同组织的功能。”利用这项技术,研究人员跟踪了黑色素瘤细胞在小鼠血管中的迁移,并制作了整个大脑神经网络高速运行的视频。“这项技术非常强大,因为它需要流经任何造影剂。

根据姚博士的说法,“那么我们就可以确认生物体的变化不是由外部原因引起的。我们指出该技术在临床前光学和临床领域具有巨大的潜力。


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