Qui, dimostriamo come basati su agarosio che imita il tessuto ottici fantasmi sono fatte e come loro proprietà ottiche sono determinate utilizzando un sistema ottico convenzionale con una sfera di integrazione.
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Articolo metodologico
Agarosio-basata del tessuto che imita Phantoms ottico per spettroscopia di riflettanza diffusa
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
Questo protocollo viene descritto come rendere basati su agarosio fantasmi che imita il tessuto e viene illustrato come determinare le loro proprietà ottiche utilizzando un sistema ottico convenzionale con una sfera di integrazione. Sistemi di misura per l'acquisizione della riflettanza diffusa e spettri di trasmittanza totale sono costruiti con una sorgente di luce bianca a banda larga, una guida di luce, una lente acromatica, una sfera di integrazione, un portacampioni, una sonda a fibra ottica e un spettrometro multicanale. Uno stampo acrilico composto da due pezzi di acrilico rettangolare e un pezzo di acrilico a forma di U è costruito per creare un fantasma epidermico e un fantasma dermico con sangue intero. L'applicazione di una soluzione di sodio ditionito (Na2S2O4) per il fantasma cutaneo permette al ricercatore di deoxygenate dell'emoglobina nei globuli rossi distribuiti nel fantasma dermico. L'inverso di simulazione Monte Carlo con la riflettanza diffusa e spettri di trasmittanza totale misurati da uno spettrometro con una sfera di integrazione viene eseguita per determinare l'assorbimento coefficiente spettro µun(λ) e la ridotto coefficiente di scattering spettro µs' (λ) di ogni strato fantasma. Un fantasma a due strati che imita la riflettanza diffusa del tessuto della pelle umana è dimostrato anche dai accumulando il fantasma epidermico sul fantasma dermico.
Introduzione
Ottici fantasmi sono oggetti che imita le proprietà ottiche dei tessuti biologici e sono stati ampiamente usati nel campo di ottica biomedica. Essi sono progettati in modo che le proprietà ottiche, come la dispersione della luce e coefficienti di assorbimento, corrispondano con quelli di tessuti umani e animali viventi. Ottici fantasmi sono generalmente utilizzati per le seguenti finalità: simulando il trasporto leggero nei tessuti biologici, calibrazione di una progettazione di sistema ottico di nuova concezione, valutando la qualità e le prestazioni dei sistemi esistenti, confrontando le prestazioni tra i sistemi e convalidare la capacità dei metodi ottici per quant....
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Protocollo
1. costruzione di un convenzionale sistema diffuso riflettanza e trasmittanza totale spettroscopico
Nota: Costruire i sistemi di misura per la riflettanza diffusa e spettri di trasmittanza totale utilizzando una sorgente di luce bianca a banda larga, una guida di luce, una lente acromatica, una sfera di integrazione, un portacampioni, una fibra ottica e uno spettrometro multicanale. Il ruolo della luce trappola consiste nel rimuovere il componente di riflessione speculare dallo spettro di riflettanza. Il portacampioni della sfera integrata è costituito da una piastra di montaggio e una coda di rondine e Assemblea del morsetto a molla che tien....
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Risultati
La figura 3 Mostra gli spettri stimati rappresentante il coefficiente di dispersione ridotta e il coefficiente di assorbimento per phantom epidermico e dermico fantasma. I risultati mostrati nella Figura 3 sono le medie di dieci misurazioni degli spettri sia in riflettanza e trasmittanza. La ridotta dispersione coefficiente µs' ha uno spettro di ampia diffusione, che esibiscono una magnitudo superiore.......
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Discussione
La fase più critica in questo protocollo è il controllo della temperatura del materiale base. La temperatura per mantenere il materiale di base hanno variato da 58 a 60 ° C. Se la temperatura è superiore a 70 ° C, si verificherà una denaturazione di sia l'emulsione del lipido e il sangue intero. Di conseguenza, le proprietà ottiche del fantasma si deteriorano. Se la temperatura è inferiore a 40 ° C, il materiale di base sarà essere ununiformly gelificato e, così, gli agenti di assorbimento e scattering di luce saranno et.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Parte di questo lavoro è stato supportato da una sovvenzione per Scientific Research (C) dalla società giapponese per la promozione della scienza (25350520, 22500401, 15 K 06105) e l'US-ARMY ITC-PAC Research and Development Project (FA5209-15-P-0175, FA5209-16-P-0132).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Sorgente luminosa con lampada alogena da 150 W | Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Giappone | LA-150SAE | |
| Guida di luce | Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Giappone | LGC1-5L1000 | |
| Sfera integrata | Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA | RT-060-SF | |
| Adattatore porta | Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA | PA-050-SMA-SF | |
| Trappola luminosa | Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA | LTRP-100-C | |
| Spectralon bianco standard con riflettanza diffusa del 99% | Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA | SRS-99-020 | |
| Fibra ottica | Ocean Optics Inc., Dunedin, Florida, USA | P400-2-VIS-NIR | |
| Spettrometro miniaturizzato a fibra ottica | Ocean Optics Inc., Dunedin, Florida, USA | ||
| Lente acromatica | Chuo Precision Industrial Co., Ltd, Tokyo, Giappone | ACL-50-75M | |
| Intralipid | Fresenius Kabi AB, Uppsala, Svezia | Intralipid 10% | |
| Coffee (Blendy Mocha Blend Regular Coffee) | Ajinomoto AGF, Inc. Tokyo, Giappone | Non disponibile | |
| Sangue intero | Nippon Bio-Test Laboratories Inc. Saitama, Giappone | 0103-2 | |
| Agarose | Nippon Genetics Co., Ltd, Tokyo, Giappone | NE-AG02 | |
| Stufa da cucina | TOSHIBA CORPORATION Tokyo, Giappone | HP-103K |
Riferimenti
- Pogue, B. W., Patterson, M. S. Review of tissue simulating phantoms for optical spectroscopy, imaging and dosimetry. Journal of Biomedical Optics. 11 (4), 041102(2006).
- Cohen, G. Contrast--detail--dose analysis....
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Ristampe e permessi
