生物组织吸收和散射特性

遇到的问题

  • 系统对皮肤等可以成像,对固定后的食道组织不能成像,散射光微弱
  • 利用干镜可以成像,但水浸看不见

水的吸收特性

  • 水对光的吸收在500nm波段最小,整体随着波长增加1
  • 生物组织中,NIR 波段(650nm-1350nm)处的穿透深度最大,光学吸收率相对较小2.
  • 由于水的吸收特性,水浸物镜通常不能用在长于 1.3 μm 的波段。

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肝组织在 420nm 和 550nm 的吸收率较高,但散射仍然占据主导因素

肝组织是相对均匀的器官,与之相反的是胃肠道、真皮和大脑,有可能获得相对较大的均匀组织样本,简化光学性质的测量。此外,如果已知固有光学参数,则可以更严格地检查各种光传播模型。另一篇文献与该结论符合3

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不同 FF-OCT 系统的成像波段

研究小组 组织 波段 年份
法国组 人体食道 800nm 20044
清华大学 胚胎 600nm 2013
斯坦福 胚胎 580nm(滤光片) 20155

猜想

  • 生物组织的处理方法:新鲜和固定后散射发生的变化;光源多波段对比:采用 800nm 的光源
  • 550nm 中心波长。水浸时,光被水吸收;干显微物镜时,介质是空气,反而没有大量吸收

  1. Handbook of FF-OCT Chapt 13.4.1.2 
  2. Federici, A. and A. Dubois (2014). “Three-band, 1.9-μm axial resolution full-field optical coherence microscopy over a 530–1700 nm wavelength range using a single camera.” Optics Letters 39(6): 1374-1377. 
  3. Ritz, J.-P., et al. (2001). “Optical properties of native and coagulated porcine liver tissue between 400 and 2400 nm.” Lasers in surgery and medicine 29(3): 205-212. 
  4. Dubois, A., et al. (2004). “Ultrahigh-resolution full-field optical coherence tomography.” Applied Optics 43(14): 2874-2883. 
  5. Zarnescu, L., et al. (2015). “Label-free characterization of vitrification-induced morphology changes in single-cell embryos with full-field optical coherence tomography.” Journal of Biomedical Optics 20(9): 096004-096004. 
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