| cyqdesign |
2017-03-13 17:02 |
利用少量的光实现散射组织的探测
光在医学上的应用，比如用于检测人体组织内部，往往受到组织高度散射特性的限制。直觉上，假设的下限是每一个像素上一个光子。荷兰屯特大学和位于美国的加州理工学院的科学家们证明，这种下限值在实际上要低得多，因此可以利用较少的光可能实现更深入的组织的探测。 .7&V@A7
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你如何通过散射组织发送光，而且需要多少光？你可能会说，相机每像素一个光子将是下限。但值得注意的是，实际上还可以实现低得多的下限，屯特大学和加州理工学院的研究人员在《物理评论快报》杂志上展示了他们的研究成果。 5;'(^z-bL
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虽然光在生物医学应用上是很有前途的，例如测量血液循环或跟踪肿瘤，但深度的组织由于其重度散射而受到限制。你究竟需要多少光线？荷兰屯特大学和加州理工学院的研究人员的最新成果表明，每像素一个光子的直观下限实际上不是下限。由于光的波的特性，即使每像素的光子数是一千分之一那是足够的。不管怎么说，这都是好消息，因为你是不能简单地使用大量的光在组织上：太多的话可能会损坏组织。 @W }cM
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回溯源头 m%m<- .'-
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少量的光通过组织找到它的路径，走过了一条复杂的道路。它分散了很多次，但最终找到出路。如果你沿着这条路走回去，你知道需要什么波形来实现通过组织并把光发送成功。虽然你不知道确切的路径，在这种情况下，你知道有一个路径：你计算结果回到源头。通过这种方式，也可以将光线集中在组织内，使其能够通过组织或进行更深的脑内观察。 ] H| O
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违反直觉的现象 !C\$=\$
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想象不超过1000个光子通过组织，而相机芯片有20万像素。第一个想法是，只有1000像素接收光，显示偶尔显现的'斑点'在这里或那里。然而，这不是正确的假设。不同的像素可以同时接收一个单光子的信息。因为光也是一个波，一个光子可以行进不同的路径。光照在相机像素上的相位，始终是实际信号和参考源的组合。 JguPXHa0
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即使有存在像素和光子的“不平等比率”，完整的图像也是可用的，可以计算回源。虽然图像有较少的对比度，但仍然有可能重建它。你不期望看到光子是作为单独的粒子存在的。这是违反直觉的，结果证明你只需要较少的光就可以深入组织的探测。对于新型成像技术来说，这是一个好消息，例如实现使用光和超声相组合的混合技术等。 z^lcc7
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文章链接：https://phys.org/news/2017-03-tissue.html
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