中俄聯(lián)合研究組織光透明成像技術(shù)

俄羅斯薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國(guó)立大學(xué)和中國(guó)華中科技大學(xué)研究人員組成的俄中科研團(tuán)隊(duì)在組織光透明成像領(lǐng)域有著長(zhǎng)期合作,鑒于他們?cè)诮M織光透明理論、方法及應(yīng)用方面的成就與影響力,應(yīng)邀為《科學(xué)》雜志合作期刊BMEF撰寫該組織光透明成像的展望及評(píng)述。
這項(xiàng)研究的俄方負(fù)責(zé)人、薩拉托夫國(guó)立大學(xué)科學(xué)醫(yī)學(xué)中心主任、俄羅斯科學(xué)院通訊院士瓦列里·圖欽表示,大量實(shí)驗(yàn)實(shí)例表明,組織光透明從根本上解決了組織對(duì)光散射強(qiáng)的難題,離體組織器官的透明化能獲得整體組織器官高分辨圖像,活體的透明技術(shù)讓我們能在無(wú)需開(kāi)窗的情況探測(cè)皮下或皮層細(xì)胞、血管結(jié)構(gòu)與功能,極大地?cái)U(kuò)展了各種光學(xué)成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)研究的廣泛應(yīng)用。
圖欽介紹稱:“為了解釋我們的方法如何運(yùn)作,可以舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。如果我們拿一張散射光較強(qiáng)、無(wú)法看到圖片或文字的白紙,在上面滴上甘油或任何油類,相應(yīng)區(qū)域就會(huì)變得足夠透明,我們就能透過(guò)它看到下面的文字。從物理學(xué)角度講,這意味著紙張的結(jié)構(gòu)在光學(xué)上變得更加均勻,減少光的散射,從而可以形成更清晰的圖像?!?/div>
? 俄羅斯薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國(guó)立大學(xué) 反射光譜法在皮膚組織光透明中的應(yīng)用

反射光譜法在皮膚組織光透明中的應(yīng)用
? 俄羅斯薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國(guó)立大學(xué)
圖欽教授表示,這一技術(shù)已經(jīng)在基礎(chǔ)生物學(xué)領(lǐng)域的研究中得到廣泛應(yīng)用,一些公司已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)特殊光學(xué)系統(tǒng)和帶有特定蛋白質(zhì)熒光標(biāo)記的增亮劑,從而可以獲得小動(dòng)物單個(gè)器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高對(duì)比度圖像。目前有提議將這種方法用于醫(yī)學(xué)診斷和治療各種疾病。
圖欽說(shuō):“俄羅斯科學(xué)家對(duì)這一研究所作的貢獻(xiàn),首先創(chuàng)導(dǎo)組織光透明理論,并將該方法推進(jìn)到了光譜的紫外線和太赫茲區(qū)域,大大擴(kuò)展了其疾病檢測(cè)和治療的能力;中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)則進(jìn)一步發(fā)展組織光透明理論、方法與應(yīng)用,這包括從離體組織器官的光透明成像到活體皮膚、顱骨的透明成像及應(yīng)用。”
根據(jù)輻射波長(zhǎng)和所使用的光學(xué)成像或光譜學(xué)方法,成像深度可提高數(shù)倍。薩拉托夫國(guó)立大學(xué)科研小組和華中科技大學(xué)Britton Chance生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究中心朱?教授小組的研究成果顯示,其活體的成像深度提高了數(shù)倍,而離體的成像深度則提數(shù)十倍。
這項(xiàng)工作在俄羅斯“優(yōu)先-2030”國(guó)家計(jì)劃薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國(guó)立大學(xué)戰(zhàn)略科學(xué)研究與試驗(yàn)發(fā)展(R&D)項(xiàng)目“基于光子學(xué)、數(shù)學(xué)建模、非線性動(dòng)態(tài)方法和靶向給藥的個(gè)性化醫(yī)療技術(shù)”框架內(nèi)開(kāi)展。
目前,科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)展俄羅斯科學(xué)基金會(huì)&中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委聯(lián)合項(xiàng)目(№24-44-00082,№32361133552)的相關(guān)工作。
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