Tomografía óptica
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| Tomografía óptica | |
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 Un conjunto de fibra óptica para la detección del cáncer de mama mediante tomografía óptica difusa. | |
| Malla | D041622 |
La tomografía óptica es una forma de tomografía computarizada que crea un modelo volumétrico digital de un objeto mediante la reconstrucción de imágenes creadas a partir de la luz transmitida y dispersada a través de un objeto. [1] La tomografía óptica se utiliza principalmente en la investigación de imágenes médicas . La tomografía óptica en la industria se utiliza como sensor de espesor y estructura interna de semiconductores. [2]
Principio
La tomografía óptica depende de que el objeto en estudio transmita al menos parcialmente la luz o sea translúcido, por lo que funciona mejor en tejidos blandos , como el tejido mamario y el cerebral .
La alta atenuación basada en la dispersión que se produce se suele solucionar utilizando fuentes de luz intensas, a menudo pulsadas o de intensidad modulada, y sensores de luz muy sensibles, y el uso de luz infrarroja en frecuencias en las que los tejidos corporales son más transmisivos. Los tejidos blandos dispersan mucho la luz, pero absorben débilmente en las partes del infrarrojo cercano y rojo del espectro, de modo que este es el rango de longitud de onda que se utiliza habitualmente.
Tipos
Tomografía óptica difusa
En la tomografía óptica difusa (DOT) de infrarrojo cercano, se recogen fotones difusos transmitidos y se utiliza una ecuación de difusión para reconstruir una imagen a partir de ellos. [3]
Tomografía óptica difusa de tiempo de vuelo
Una variante de la tomografía óptica utiliza el muestreo óptico de tiempo de vuelo como un intento de distinguir la luz transmitida de la luz dispersa. [4] Este concepto se ha utilizado en varios sistemas académicos y comerciales para la obtención de imágenes de cáncer de mama y la medición cerebral. La clave para separar la absorción de la dispersión es el uso de datos resueltos en el tiempo o en el dominio de la frecuencia que luego se combinan con una estimación basada en la teoría de la difusión de cómo se propagó la luz a través del tejido. La medición del tiempo de vuelo o del cambio de fase en el dominio de la frecuencia es esencial para permitir la separación de la absorción de la dispersión con una precisión razonable. [ cita requerida ]
Tomografía molecular de fluorescencia
En la tomografía molecular de fluorescencia , la señal de fluorescencia transmitida a través del tejido se normaliza mediante la señal de excitación transmitida a través del tejido, por lo que muchos de los sistemas de tomografía de fluorescencia no requieren el uso de datos de dominio de frecuencia o de resolución temporal, aunque aún se están realizando investigaciones en esta área. Dado que las aplicaciones de las moléculas fluorescentes en humanos son bastante limitadas, la mayor parte del trabajo en tomografía de fluorescencia se ha realizado en el ámbito de la investigación preclínica del cáncer. Se ha demostrado que tanto los sistemas comerciales como la investigación académica son eficaces para rastrear la expresión y producción de proteínas tumorales y la respuesta a las terapias. [ cita requerida ]
Tomografía difusa confocal
La tomografía difusa confocal utiliza un láser potente para iluminar una muestra a través de un medio de dispersión , seguido de una deconvolución con un operador de difusión calibrado para estimar un volumen sin los efectos de la dispersión difusiva y la posterior aplicación de un filtro inverso confocal para recuperar la imagen de la muestra. [5] [6]
Tomografía óptica difusa de tiempo de vuelo confocal
La tomografía óptica difusa de tiempo de vuelo confocal combina conceptos tanto de tiempo de vuelo como de tomografía óptica difusa confocal (DOT).
Véase también
Referencias
- ^ Tomografía óptica en los encabezamientos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
- ^ ^ Wojtek J. Walecki y Fanny Szondy, "Eficiencia cuántica integrada, reflectancia, topografía y metrología de tensión para la fabricación de células solares", Sunrise Optical LLC, Proc. SPIE 7064, 70640A (2008); doi :10.1117/12.797541
- ^ Hoshi, Yoko; Yamada, Yukio (13 de julio de 2016). "Descripción general de la tomografía óptica difusa y sus aplicaciones clínicas". Journal of Biomedical Optics . 21 (9): 091312. Bibcode :2016JBO....21i1312H. doi : 10.1117/1.JBO.21.9.091312 . ISSN 1083-3668. PMID 27420810.
- ^ Lyon, Ashley; Tonolini, Francesco; Boccolini, Alessandro; Repetti, Audrey; Henderson, Robert; Wiaux, Yves; Faccio, Daniele (agosto de 2019). "Tomografía óptica difusa computacional de tiempo de vuelo". Fotónica de la naturaleza . 13 (8): 575–579. arXiv : 1808.01135 . Código Bib : 2019NaPho..13..575L. doi :10.1038/s41566-019-0439-x. ISSN 1749-4885. S2CID 118707188.
- ^ Lindell, David B.; Wetzstein, Gordon (diciembre de 2020). "Imágenes tridimensionales a través de medios de dispersión basados en tomografía difusa confocal". Nature Communications . 11 (1): 4517. Bibcode :2020NatCo..11.4517L. doi :10.1038/s41467-020-18346-3. ISSN 2041-1723. PMC 7481188 . PMID 32908155.
- ^ "Tomografía difusa confocal | Nature Communications 2020 - YouTube" www.youtube.com . Consultado el 10 de febrero de 2021 .
Lectura adicional
- Haisch, C. (2012). "Tomografía óptica". Revista anual de química analítica . 5 : 57–77. Bibcode :2012ARAC....5...57H. doi :10.1146/annurev-anchem-062011-143138. PMID 22524216.
Enlaces externos
- Tomografía óptica en el Imperial College de Londres
- Tomografía óptica en el University College de Londres
- "Tetas, bebés y sangre": artículo en physics.org
