Tehnologia T-Imaging dezvăluie ceea ce se aplică pe piele

O demonstrație a modului în care echipamentele cu raze T pot fi utilizate pentru a scana pielea unei persoane. Credit: Universitatea din Warwick

  • Radiațiile Terahertz sau razele T pot dezvălui informații valoroase despre structura și uscăciunea pielii noastre, potrivit unui nou studiu din Universitatea din Warwick și spectacole de la Universitatea chineză din Hong Kong
  • Poate fi un instrument util în caracterizarea pielii pentru afecțiuni precum eczemă și psoriazis
  • Are potențialul de a ajuta în chirurgia cancerului de piele
  • Noua metodă le permite oamenilor de știință să descopere mai multe informații despre caracteristicile pielii noastre

O nouă metodă de analiză a structurii pielii folosind un tip de radiații cunoscut sub numele de raze T poate ajuta la îmbunătățirea diagnosticului și a tratamentului afecțiunilor pielii, cum ar fi eczeme, psoriazis și cancer de piele.

Oamenii de știință de la Universitatea Warwick și Universitatea Chineză din Hong Kong (CUHK) au arătat că folosind o metodă care implică analiza razelor T emise din mai multe unghiuri diferite, pot construi o vedere mai detaliată a structurii unei zone de pielea și cât de hidratată este decât permit metodele actuale.

Metoda lor este raportată în Cercetare avansată în fotonică și poate oferi un nou instrument pentru oamenii de știință și clinicieni pentru a caracteriza proprietățile pielii la indivizi, pentru a ajuta la gestionarea și tratarea afecțiunilor pielii.

Radiația Terahertz (THz), sau razele T, se află între infraroșu și WiFi în spectrul electromagnetic. Razele T pot fi văzute prin multe materiale obișnuite, cum ar fi materialele plastice, ceramica și hainele, făcându-le potențial utile în inspecțiile neinvazive. Fotonii T cu energie scăzută sunt, de asemenea, neionizatori, făcându-i extrem de siguri în medii biologice, inclusiv siguranță și control medical.

Doar razele T care trec prin straturile exterioare ale pielii (corneea și epiderma) pot fi detectate înainte de a fi reflectate înapoi, deoarece cele care călătoresc mai adânc se înmoaie foarte mult. Acest lucru face ca imaginea cu raze T să fie o modalitate potențial eficientă de a monitoriza aceste straturi exterioare. Pentru a demonstra acest lucru, lumina terahertz este concentrată pe piele printr-o prismă, pentru a plasa fasciculul pe un plan focal special. În funcție de proprietățile pielii, acea lumină va fi reflectată ușor diferit. Oamenii de știință pot compara apoi proprietățile luminii înainte și după intrarea acesteia în piele.

Cu toate acestea, există limitări ale spectroscopiei de reflecție THz standard și, pentru a le depăși, oamenii de știință din spatele acestei noi cercetări au folosit în schimb elipsometria, care implică concentrarea razelor T în unghiuri multiple în aceeași zonă a piele.

Ei au demonstrat cu succes că folosind elipsometrie ar putea calcula cu precizie indicele de refracție al pielii (care determină cât de rapid se deplasează fasciculul prin el) măsurat în două direcții în unghi drept unul față de celălalt. Diferența dintre acești indici de refracție se numește birefringență – și este pentru prima dată când se măsoară refrențența în picături THz a pielii umane in vivo. Aceste proprietăți pot oferi informații valoroase cu privire la cantitatea de apă din piele și permit calcularea grosimii pielii.

Profesorul Emma Pickwell-MacPherson, de la Departamentul de Fizică de la Universitatea din Warwick și Departamentul de Inginerie Electronică de la CUHK, a spus: „Am vrut să arătăm că putem face in-vivo măsurătorile de elipsometrie pe pielea umană și calculează cu precizie proprietățile pielii. În imaginea obișnuită de reflexie terahertz, aveți grosimea și indicele de refracție combinate ca parametru. Prin măsurători la unghiuri multiple, puteți împărți cele două.

„Pielea hidratată va avea un indice de refracție diferit de pielea deshidratată. Pentru persoanele cu tulburări ale pielii, vom putea investiga cantitatea de hidratare pe pielea lor, mai mult decât tehnicile existente. Dacă încercați să îmbunătățiți produsele de îngrijire a pielii pentru persoanele cu afecțiuni precum eczeme sau psoriazis, vom putea face evaluări cantitative ale modului în care pielea se îmbunătățește cu diferite produse sau să diferențiem tipurile de piele.

“Pentru pacienții cu cancer de piele, puteți utiliza, de asemenea, imaginea THz pentru a examina pielea înainte de operație, pentru a vă face o idee mai bună despre cât de răspândită este o tumoare.” Cancerul de piele afectează proprietățile pielii și unele dintre ele sunt invizibile, deoarece se află sub suprafață. “

Dr. Xuequan Chen, primul autor al studiului și coleg postdoctoral de la Departamentul de Inginerie Electronică de la CUHK, a declarat: „Se știe că razele T sunt sensibile la nivelul de hidratare a pielii. Cu toate acestea, observăm că structura celulară a stratului corneean reacționează și la reflexiile terahertz. Tehnica noastră permite investigarea sensibilă a acestei proprietăți a structurii, care oferă informații complete despre piele și este foarte utilă pentru diagnosticarea pielii. “

Pentru a-și testa metoda, cercetătorii s-au oferit voluntar să-și plaseze brațul în fereastra de imagistică a echipamentului cu raze T timp de 30 de minute după ce au fost climatizați la temperatura ambiantă și la uscăciunea de laborator. Ținându-și pielea pe suprafața ferestrei imaginii, au blocat apa să iasă din piele ca transpirație, proces denumit ocluzie.

Cercetătorii au făcut apoi patru măsurători în unghi drept unul la altul la fiecare două minute până la o jumătate de oră, astfel încât să poată monitoriza efectul ocluziei în timp. Deoarece razele T sunt deosebit de sensibile la apă, pot vedea o schimbare notabilă pe măsură ce apa se acumulează pe piele, sugerând că metoda poate arăta cât de eficient este un produs în menținerea pielii hidratate, de exemplu.

Cercetări suplimentare vor analiza îmbunătățirea instrumentelor de proces și modul în care acesta poate funcționa ca un dispozitiv practic.

Profesorul Pickwell-MacPherson a spus: „Nu avem nimic cu adevărat precis despre măsurarea pielii pe care clinicienii o pot folosi. Dermatologii au nevoie de instrumente cantitative mai bune pentru a fi utilizate și ușor de utilizat.

„Dacă acest lucru funcționează bine, puteți merge la o clinică, puteți pune brațul într-un scaner, va fi proiectată curba de ocluzie și poate fi recomandat un produs potrivit pentru pielea dumneavoastră. Putem lua mai multe medicamente personalizate și putem dezvolta produse pentru diferite răspunsuri ale pielii. Se poate potrivi cu adevăratul accent pe medicamentele personalizate. “

Referință: „Utilizarea configurațiilor complementare de eliptometrie Terahertz pentru a investiga hidratarea pielii și structura celulară in vivo” de Xuequan Chen, Qiushuo Sun, Jiarui Wang, Hannah Lindley-Hatcher și Emma Pickwell-MacPherson, 10 noiembrie 2020, Cercetare avansată în fotonică.
DOI: 10.1002 / prpr. 202000024

Această lucrare a fost finanțată de Consiliul de Granturi pentru Cercetare din Hong Kong, Consiliul de Cercetare în Inginerie și Științe Fizice (EPSRC), parte a Cercetării și Inovării și Societății Regale din Marea Britanie.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Apneea obstructivă în somn este frecventă la persoanele cu tulburări cognitive – este tratabilă

O tulburare de somn tratabilă în mod obișnuit la persoanele cu probleme de gândire și memorie. Apnee obstructivă în somn - respirația se oprește de...

Oamenii de știință dezvăluie cheia creșterii musculare adecvate

Analiza imunofluorescenței unui grup de celule stem proliferante asociate cu fibre musculare (gri). Celulele stem produc Dll1 (roșu) și MyoD (verde). Două...

ExoMars Orbiter surprinde fermitatea la locul de aterizare al craterului Mars Jezero

ESA-Roscosmos Trace Gas Orbiter a observat vehiculul NASA Perseverance Mars 2020, împreună cu o parașută și o carapace spate, un scut termic și o...

Reglarea cuantică în grafen avansează era comunicațiilor fără fir Terahertz de mare viteză

Tunelare cuantică. Credit: Daria Sokol / Biroul de presă MIPT Oamenii de știință de la MIPT, Universitatea Pedagogică de Stat din Moscova și Universitatea...

Utilizarea moleculelor vibrante pentru a investiga proprietățile undelor materiei

Ionii moleculari HD + (perechi de puncte galbene și roșii) într-o capcană de ioni (gri) sunt iradiați de o undă laser (roșu). Acest...

Newsletter

Subscribe to stay updated.