آزمایشگاه بیوفوتونیک

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

شرح

اپتیک علمی است که حوزه بسیار وسیعی را در بر می گیرد و رشد غیرقابل انکاری را تجربه می کند. این امکان توسعه تعداد قابل توجهی از ابزارها را فراهم کرده است که جزء نوری یا روش شناسی آنها اغلب بخش اساسی سیستم های پورنت است. این کتاب نشان می دهد که چگونه پدیده های فیزیکی نوری مانند لیزر - اساس ابزار اندازه گیری - در زمینه های زیست شناسی و پزشکی نقش دارند.

اپتیک در ابزار: کاربردها در زیست شناسی و پزشکی، ابزارها و سیستم های اندازه گیری را با استفاده از روش های نوری در نور مرئی و مادون قرمز نزدیک، و همچنین کاربرد آنها در زیست شناسی و پزشکی، از طریق نگاه کردن به میکروسکوپ اسکن لیزری کانفوکال، اساس ابزارهایی که در بیولوژیکی کار می کنند. و آنالیز پزشکی امروزه و فلوسیتومتری، ابزاری که با سرعت بالا پارامترهای سلولی را که از مقابل یک یا چند پرتو لیزر عبور می کند اندازه گیری می کند. نویسندگان همچنین در مورد توموگرافی انسجام نوری (OCT)، که یک تکنیک تصویربرداری نوری با استفاده از نور مادون قرمز غیر تماسی است، کاربردهای درمانی لیزرها، جایی که آنها برای تجزیه و تحلیل و مراقبت استفاده می‌شوند، و سهم عمده انتشار پلاسمون در زمینه علوم زیستی از طریق پیشرفت های ابزاری، با تمرکز بر انتشار پلاسمون های سطحی (PSP) و پلاسمون های موضعی (LP).

فهرست:

1. میکروسکوپ اسکن لیزری کانفوکال

2. فلوسیتومتری (FCM) اندازه گیری سلول ها 

3. توموگرافی انسجام نوری، 

4. کاربردهای درمانی لیزر، 

5. پلاسمونیک

تشخیص زودهنگام سرطان و زوال عقل

تشخیص زودهنگام سرطان و زوال عقل

توموگرافی انسجام نوری

توموگرافی انسجام نوری (OCT) یکی از بهترین تکنیک‌هایی است که تصاویری با وضوح فوق‌العاده بالا ارائه می‌کند. این یک تصویر دو بعدی از پراکندگی نوری با استفاده از تداخل سنجی کم انسجام ایجاد می کند. و این تنها تکنیک تشخیص پلاک با پتانسیل تشخیص پلاک های فرسایش یافته است که با وضوح فضایی بالا پشتیبانی می شود. با توجه به تلاش اولیه برای اعتبارسنجی این تکنیک از طریق بافت شناسی، نشان داد که یک پلاک فیبری ضایعات غنی از سیگنال های همگن تولید می کند و سیگنال های کاهش یافته با مخزن لیپیدی 1 تولید می شود. ترسیم برتر با جزئیات ساختاری تکنیک ها مانند تکثیر بافت مشخص شد. یا کلاهک های نازک همانطور که پس از مقایسه با سونوگرافی داخل عروقی نشان داده شده است. اومورا و همکاران 30، اشاره کرد که OCT یک روش تصویربرداری توسعه یافته است که برای بررسی تصاویر مقطعی بافت عروقی تحت وضوح بسیار بالای 10 میکرومتر موثرتر است. OCT تکنیک بهتری نسبت به آنژیوگرافی برای بررسی خصوصیات مورفولوژیکی NSCP (پلاک کرونر غیر قابل توجه) است.

کوچک کردن توموگرافی انسجام نوری

کوچک سازی توموگرافی انسجام نوری (OCT) توجه علمی و تجاری را به خود جلب می کند. جستجوی ادبیات بیش از 70 مقاله را نشان می دهد که در مورد سیستم ها به روش های دستی، فشرده تر و مقرون به صرفه تر برای ساخت دستگاه های OCT گزارش می دهند که به طور بالقوه بازارهای جدید را فعال می کند. سطوح آمادگی فنی و عملکرد تصویربرداری گزارش شده برای بحث در مورد دستاوردها در OCT با استفاده از پروب های دستی، OCT خانگی/خود-OCT فشرده و مدارهای مجتمع فوتونیکی مبتنی بر مدارهای مجتمع استفاده می شود.

چشم پزشکی

چشم پزشکی

دید بیولوژیکی

میکروسکوپ پیشرفته

کنتراست نوری In Vitro و In Vivo

علوم اعصاب و مغز

تحریک و درمان

گیربکس های نوری پرسرعت

چشم پزشکی مطالعه شرایط پزشکی مربوط به چشم است.

اسکن لیزری افتالموسکوپی (SLO) تغییری را در تکنیک عکاسی نشان داد که از اصل روشن کردن تنها یک نقطه کوچک از شبکیه با نور لیزر همسو شده که از مرکز مردمک هدایت می‌شود و انعکاس‌های کل اطراف آن در محدوده مردمک را به تصویر می‌کشید، استفاده می‌کرد. .

توموگرافی انسجام نوری (OCT) بعد جایگزینی را به تصویربرداری شبکیه با قدرت ایجاد تصاویر مقطعی از بافت شبکیه به وضوح محوری زیر میکرون و نفوذ میلی متری با استفاده از تکنیک تداخل انسجام کم همراه با نور پهن باند اضافه کرد. دامنه زمان در ابتدا و بعداً تکنیک‌های OCT دامنه فوریه وضوح محوری سطح مقطع بافت را بهبود بخشیدند.

اپتیک تطبیقی:

اپتیک تطبیقی ​​(AO) در ابتدا برای بخش نجوم توسعه داده شد تا از انحرافات تاری تصویر ناشی از انتشار جبهه موج در جو زمین خلاص شود. اختراع چشمی مستقیم به مطالعه بیماری های شبکیه چشم با دانش برگشت پذیری پرتوها و مشاهده پاراکسیال کمک کرد.

پیشرفت بیشتر، افتالموسکوپ غیرمستقیم بود که به پرتوها اجازه می داد با استفاده از یک سیستم معادل که نور را به سمت توجه همگرا می کرد، تصاویر واقعی بسازند. برخلاف تصویربرداری از اشیاء روزمره، تصویربرداری از شبکیه به اندازه مردمک ورودی محدود می‌شود و اشعه‌های خروجی که تصویر می‌شوند با اندازه همان مردمک خروجی محدود می‌شوند.

جزوه لیزر

لیزرها

لیزرهای گازی

لیزرهای شیمیایی

لیزرهای اگزایمر

لیزرهای حالت جامد

لیزرهای فیبر و دستگاه های فیبر/تقویت کننده

لیزرهای کریستال فوتونیک

لیزرهای نیمه هادی، مواد و کاربردها

فیزیک و کاربردهای دینامیک لیزر نیمه هادی

لیزرهای رنگی

لیزرهای الکترون آزاد

لیزرهای فیبر (Cw و پالس)

لیزرهای رامان (Vis And Ir)

لیزرهای هیبریدی Mid-IR

لیزرهای تولیوم

لیزر وسیله‌ای است که اتم‌ها یا مولکول‌ها را تحریک می‌کند تا نور را در طول موج‌های خاصی ساطع کنند و آن نور را تقویت می‌کند و معمولاً یک پرتو بسیار باریک از تابش تولید می‌کند. انتشار عموماً محدوده بسیار محدودی از طول موج های مرئی، مادون قرمز یا فرابنفش را پوشش می دهد.

برنامه های کاربردی:

1. لیزرها به طور گسترده در تولید استفاده می شوند، به عنوان مثال. برای برش، حفاری، جوشکاری، روکش، لحیم کاری (لحیم کاری)، سخت شدن، تراشیدن، عملیات سطحی، علامت گذاری، حکاکی، ریزماشین کاری، رسوب لیزری پالسی، لیتوگرافی و غیره.

2. از لیزر برای جراحی نیز استفاده می شود و از امکان برش بافت ها و در عین حال کمترین خونریزی و در اصلاح بینایی دندانپزشکی، پوست، انواع درمان های زیبایی مانند برداشتن خالکوبی و رفع موهای زائد استفاده می شود.

3. ارتباط فیبر نوری، که عمدتاً برای انتقال داده های نوری در فواصل طولانی استفاده می شود، معمولاً به نور لیزر در فیبرهای شیشه ای نوری متکی است. ارتباطات نوری فضای آزاد، به عنوان مثال. برای ارتباطات بین ماهواره ای، بر روی لیزرهای با قدرت بالاتر، تولید پرتوهای لیزری همسو که در فواصل بزرگ با واگرایی پرتوهای کوچک منتشر می شوند، پیش بینی می شود.

4. اسکنرهای لیزری جهت پرتوهای لیزر را اسکن می کنند که می تواند به عنوان مثال بخواند. بارکدها یا سایر گرافیک ها در فاصله ای مشخص. همچنین امکان اسکن اشیاء سه بعدی وجود دارد، به عنوان مثال. در چارچوب بررسی صحنه جرم

5. مواد جامد را می توان با طیف سنجی شکست ناشی از لیزر تجزیه و تحلیل کرد. میکروسکوپ های لیزری و تنظیمات برای توموگرافی انسجام نوری (OCT) تصاویری از نمونه های بیولوژیکی را با وضوح بسیار بالا، اغلب در سه بعدی، ارائه می دهند. همچنین امکان تصویربرداری عملکردی وجود دارد.

توموگرافی انسجام نوری (OCT)

توموگرافی انسجام نوری (OCT)

1. فناوری جدید، دستگاه ها، روش ها و مدل ها

اپتیک تطبیقی

تصویربرداری با سرعت بالا

تصویربرداری با وضوح بالا

پروب های تصویربرداری و سنجش (کاتتر، آندوسکوپ، پروب تصویربرداری مغز و غیره)

2. چند وجهی

سونوگرافی

فلورسانس

طیف سنجی

فوتو آکوستیک

بریلوین

سیستم های یکپارچه

3. OCT عملکردی

داپلر

اپتورتینوگرافی

قطبی شدن

الاستوگرافی

حساس به فاز

طیف سنجی

عوامل کنتراست

کنتراست پویا سلولی

دینامیک لکه

4. پردازش سیگنال و تصویر

لک زدایی

تقسیم بندی

رویکردهای یادگیری ماشینی

هوش مصنوعی

طبقه بندی بافت خودکار

تشخیص

5. کم هزینه، سیستم های OCT کوچک

برنامه های OCT در کشورهای در حال توسعه و مناطق کم منابع

اجزای سیستم OCT مبتنی بر تراشه

سیستم های تشخیصی خانگی (خود).

6. کاربردهای پیش بالینی و بالینی

مدل های حیوانی

تصویربرداری بافت بیولوژیکی ex-vivo و in-vitro

تصویربرداری از انسان

راهنمایی جراحی

تصویربرداری تشخیصی

چالش‌هایی برای ترجمه in vivo

توموگرافی انسجام نوری (OCT)

توموگرافی انسجام نوری (OCT)

بر پیشرفت ها و کاربردهای جدید توموگرافی انسجام نوری (OCT) تمرکز می کند.

موضوعات اصلی این جلسه منابع نور OCT جدید، پروب‌های تصویربرداری و سیستم‌ها، الگوریتم‌های پردازش تصویربرداری و مدل‌سازی محاسباتی، فناوری‌های چندوجهی، کاربردهای پایه و ترجمه هستند.

کتابچه راهنمای تشخیص بیومدیکال نوری

توضیحات کتاب

از زمان انتشار اولین ویرایش هندبوک در سال 2002، روش‌های نوری برای تشخیص زیست‌پزشکی در بسیاری از جهات به خوبی تثبیت شده و گرایش‌های جدیدی نیز ظاهر شده‌اند. برای در بر گرفتن تمام روش های فعلی، متن به روز شده و به دو جلد گسترش یافته است.

جلد 1: تعامل نور - بافت دارای یازده فصل است که پنج فصل آن بر فیزیک اساسی انتشار نور در محیط‌های کدر مانند بافت‌های بیولوژیکی تمرکز دارد. شش فصل بعدی تکنیک‌های مادون قرمز نزدیک را برای مطالعه نوری بافت‌ها معرفی می‌کنند و تصویری از کاربردها و پیشرفت‌های فعلی در این زمینه پویا و هیجان‌انگیز ارائه می‌دهند. موضوعات شامل پراکندگی نور در سیستم های پراکنده، اپتیک خون، فانتوم های بافتی، مقایسه بین روش های حل شده با زمان و موج پیوسته و اپتوآکوستیک است.

جلد 2: روش ها با توصیف اصول اولیه و کاربردهای تشخیصی تکنیک های نوری مبتنی بر تشخیص و پردازش سیگنال های طیف سنجی پراکندگی، فلورسانس، FT IR و Raman از بافت های مختلف، با تاکید بر خون، بافت های اپیتلیال و پوست انسان آغاز می شود. در نیمه دوم این جلد، فناوری‌های تصویربرداری خاص، مانند داپلر، لکه‌های لیزری، توموگرافی انسجام نوری (OCT) و تصویربرداری فلورسانس و فوتوآکوستیک مورد بحث قرار می‌گیرد.