لیزر برای طیف سنجی

لیزر برای طیف سنجی

حوزه های تحقیقاتی اپتیک زیست پزشکی

حوزه های تحقیقاتی اپتیک زیست پزشکی

با مهندس شکوفه ساتری

 

بیوفوتونیک با شکوفه ساتری

امکان سنجی طیف سنجی رامان به عنوان یک ابزار بالقوه in vivo برای غربالگری پیش دیابت و دیابت

خلاصه

در این مقاله، ما امکان استفاده از طیف‌سنجی رامان و روش تجزیه و تحلیل چند متغیره را برای غربالگری غیرتهاجمی برای پیش دیابت و دیابت در داخل بدن بررسی کردیم. اندازه گیری رامان روی پوست 56 بیمار دیابتی، 19 بیمار پیش دیابتی و 32 داوطلب سالم انجام شد. این طیف ها همراه با مقادیر مرجع ارائه شده توسط روش استاندارد هموگلوبین گلیکوزیله (HbA1c) جمع آوری شدند. یک مدل تجزیه و تحلیل اجزای اصلی چند کلاسه و ماشین بردار پشتیبان (PCA-SVM) از طیف‌های رامان برچسب‌گذاری شده ایجاد شد و از طریق یک طرح اعتبارسنجی متقاطع دو لایه تأیید شد. دقت طبقه‌بندی مدل 94.3 درصد با سطح زیر AUC منحنی عملکرد گیرنده 0.76 (0.65-0.84) برای گروه پیش دیابتی، 0.86 (0.71-0.93) برای گروه دیابتی و 0.97 (0.93-0.99) بود. برای گروه کنترل نتایج ما امکان استفاده از طیف‌سنجی رامان را برای طبقه‌بندی پیش دیابت و دیابت در داخل بدن نشان می‌دهد.

تشخیص تداخل سنجی با زمان، نسبت پراکندگی رامان به سیگنال فلورسانس را در نمونه های بیولوژیکی افزایش می دهد.

سطوح قابل دستیابی نسبت سیگنال به پس زمینه (SBR) در طیف سنجی رامان نمونه های بیولوژیکی با حضور فلوروفورهای درون زا محدود شده است. برای رسیدگی به این مشکل، ما برای اولین بار تشخیص فوتون منفرد با دریچه زمانی و طیف‌سنجی رامان تبدیل فوریه را ترکیب کردیم. با استفاده از این سیستم، کاهش دروازه زمان باعث افزایش قابل توجهی در رامان SBR شد، بدین وسیله پتانسیل این رویکرد برای سرکوب اتوفلورسانس را نشان داد.

بیوفوتونیک با شکوفه ساتری

نقش سیستم های رباتیک در سال های گذشته افزایش یافته است تا جراحان را در طی عمل جراحی کمک کند. دیداری

دوربین های مهم برای راهنمایی های نوری هستند. ابزارهای بیوفوتونیک می توانند این تکنیک های نورپردازی را برای بهبود کنتراست، ویژگی های آناتومیک و پاتولوژی های تبعیض آمیز را تکمیل کنند. تکنیک های Labelfree که در گذشته مورد استفاده قرار گرفته اند شامل فلورسانس، تصویربرداری طول عمر فلورسانس،

تصویربرداری عکس، آندومیکروسکوپی، طیف سنجی رامان، تصویربرداری هیپرسپکترال و انتشار پراکنده

طیف سنجی بازتابی روش های دیگر نیز خوش آمدید.

توموگرافی نوری و طیف سنجی

توموگرافی نوری و طیف سنجی

اپتیک پراکنده (DOT/DOS، DCT/DCS)

پوشش تمام جنبه های برجسته اعم از الگوریتم ها و دستگاه ها تا کاربردهای پیش بالینی و بالینی.

تصویربرداری لکه های لیزری

به طور کلی، این منطقه استفاده از لکه های لیزری و آمار آنها را برای تصویربرداری و نظارت زیست پزشکی پوشش می دهد.

توموگرافی فوتو آکوستیک و طیف سنجی

پوشش تمام جنبه های برجسته اعم از الگوریتم ها و دستگاه ها تا کاربردهای پیش بالینی و بالینی.

طیف سنجی رامان و تصویربرداری فلورسانس

این حوزه‌های نوظهور در همه سطوح از پایه فیزیکی گرفته تا دستگاه‌های جدید جدید تا کاربردهای پیش بالینی و بالینی نشان داده شده‌اند.

آینده

پیشرفت های تکنولوژیکی جدید برای کاربردهای پیش بالینی و بالینی که طیف وسیعی از روش ها را پوشش می دهد.

توموگرافی و طیف سنجی نوری (OT&S)

توموگرافی و طیف سنجی نوری (OT&S)

تمرکز بر پیشرفت‌های جدید در توموگرافی و طیف‌سنجی نوری غیرتهاجمی، از جمله زمینه‌های توموگرافی نوری منتشر (DOT) و طیف‌سنجی (DOS)، توموگرافی همبستگی منتشر (DCT) و طیف‌سنجی (DCS)، توموگرافی فوتو آکوستیک (PAT) و طیف‌سنجی (PAS) ) تصویربرداری لکه ای لیزری، طیف سنجی رامان، تصویربرداری فلورسانس، مهندسی جبهه موج برای غلبه بر پراکندگی، و همچنین بر روی پیشرفت های جدید بیوفوتونیک در کاربردهای پیش بالینی و بالینی.

موضوع موضعی همچنین شامل تمرکز ویژه بر قابلیت‌های تشخیصی و نظارت بر درمان ناشی از کاوش بافت‌ها در سطح ماکروسکوپی و همچنین توسعه ابزار دقیق قابل حمل و کم هزینه خواهد بود.

نمونه‌ای از موضوعات محوری این جلسه عبارتند از ابزار دقیق، الگوریتم‌های تجزیه و تحلیل داده‌ها، کاربردهای پیش بالینی و بالینی که اعتبار و کاربرد روش‌ها و مفاهیم جدید را برجسته می‌کنند. این نشست از این نظر منحصربه‌فرد است که محققانی را که در تمام سطوح این تلاش چند رشته‌ای کار می‌کنند گرد هم می‌آورد و از لحاظ تاریخی اکوسیستم را فراهم کرده است که سایر حوزه‌ها و کاربردهای تخصصی‌تر را تغذیه می‌کند.

طیف سنجی چند کنتراست بالینی

تلاش‌های اخیر برای اجرای طیف‌سنجی چند کنتراست در ترکیب با تجزیه و تحلیل مبتنی بر هوش مصنوعی را برای بهبود تشخیص بالینی و فعال کردن درمان شخصی‌سازی شده برجسته می‌کند. با پیروی از شعار "از ایده ها تا ابزار"، تمرکز او بر اجرای رویکردهای طیف سنجی چند کنتراست، با تمرکز بر طیف سنجی رامان در کاربردهای معمول بالینی است.  به زمینه های کاربردی پزشکی بیماری های عفونی و سرطان می پردازد که به روش های جدید تشخیص افتراقی برای تشخیص زودهنگام و درمان شخصی نیاز دارند.

طیف سنجی چند کنتراست بالینی

تلاش‌های اخیر برای اجرای طیف‌سنجی چند کنتراست در ترکیب با تجزیه و تحلیل مبتنی بر هوش مصنوعی را برای بهبود تشخیص بالینی و فعال کردن درمان شخصی‌سازی شده برجسته می‌کند. با پیروی از شعار "از ایده ها تا ابزار"، تمرکز او بر اجرای رویکردهای طیف سنجی چند کنتراست، با تمرکز بر طیف سنجی رامان در کاربردهای معمول بالینی است.  به زمینه های کاربردی پزشکی بیماری های عفونی و سرطان می پردازد که به روش های جدید تشخیص افتراقی برای تشخیص زودهنگام و درمان شخصی نیاز دارند.

طیف سنجی رامان به سرعت COVID-19 را تشخیص می دهد

طیف سنجی رامان به تشخیص سریع ابزاری کلیدی در مبارزه با همه‌گیری COVID-19 برای ردیابی دقیق این ویروس است که کجا بوده است و کجا ممکن است به بعد منتقل شود. Guenther یک تکنیک طیف‌سنجی رامان ارتقا یافته سطحی را ارائه می‌کند که از نانوذرات فلزی و تحریک لیزری برای افزایش تشخیص ردیابی شاخص‌های ویروسی مانند پروتئین اسپایک یا آنتی‌بادی‌های حاصل استفاده می‌کند.سرعت COVID-19 را تشخیص می دهد