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- 光聲傳感器測量活組織中的水分含量
- 來源：傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2023/1/10
皮膚組織中水分過多或過少可能是各種健康問題的征兆，例如水腫。來源：斯科爾科沃科學技術研究所
來自Skoltech和德克薩斯大學醫(yī)學分院（美國）的研究人員展示了光聲學如何用于監(jiān)測皮膚含水量，該技術有望用于組織創(chuàng)傷管理和美容等醫(yī)療應用。概述這些結果的論文發(fā)表在《生物光子學雜志》上。
（由液體積聚引起的腫脹）或脫水，這也可能對美容產(chǎn)生影響。目前，電學，機械學和光譜學方法可用于監(jiān)測組織中的水分含量，但沒有準確且無創(chuàng)的技術可以提供潛在臨床應用所需的高分辨率和顯著的探測深度。
Skoltech光子學和量子材料中心的Sergei Perkov和他的同事決定測試光聲方法是否可以用于此目的。在光聲監(jiān)測中，用脈沖光照射組織，這會導致吸收該光的目標的熱彈性膨脹，并且可以在超聲信號中檢測到該目標。在以前的研究中，光聲光譜已被證明可以檢測血紅蛋白，黑色素和水，研究小組決定找出這種方法是否可以用于組織模型和體內(nèi)真實皮膚。
“OA技術對于臨床應用是有效的，因為信號檢測所需的生物組織吸收的能量相對較小。與其他光學方法相比，OA技術的優(yōu)勢在于，我們只需要在一個方向上傳遞激光能量 - 到吸收體，然后我們檢測到產(chǎn)生的超聲波信號，該信號在生物組織中衰減不大，而為了使用光學方法檢測信號，光束需要傳播到吸收體并返回（或通過整個身體部位），“Skoltech教授，該論文的合著者Dmitry Gorin說。
研究人員用水用明膠和牛奶構建了兩層“皮膚幻影”，并用水構建了其中一些來模擬頂部“表皮”層下的腫脹。他們還在人類手腕上測試了他們的光聲探測器，沒有水腫。他們獲得的數(shù)據(jù)與早期發(fā)表的皮膚含水量數(shù)據(jù)非常吻合，該團隊能夠確定用于水含量監(jiān)測的波長。
接下來，該團隊計劃在體內(nèi)對真實水腫進行類似的實驗，并增加用于OA信號生成的不同波長的數(shù)量，以嘗試量化皮膚不同層中的水量。這項工作將繼續(xù)與UTMB Galveston教授Rinat Esenaliev合作。
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