Презентация на тему Оптические методы диагностики MRI/NIR IMAGING

Презентация на тему Презентация на тему Оптические методы диагностики MRI/NIR IMAGING, предмет презентации: Медицина. Этот материал содержит 52 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
Текст слайда:

MRI/NIR IMAGING

Оптические методы диагностики


Слайд 2
Текст слайда:


Электронные переходы в биомолекулах


Слайд 3
Текст слайда:

Структуры типичных флуоресцирующих соединений


Слайд 4
Текст слайда:

Характеристики испускания флуоресценции

 


Слайд 5
Текст слайда:

 


Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11
Текст слайда:

Время затухания флуоресценции дает детальную информацию о взаимодействии флуорофора с окружением. Измерение проводить сложно, поскольку порядок величин 10 нс.
Широко применяют два метода:
импульсный
фазово-модуляционный (гармонический)

В импульсном методе изучают зависимость интенсивности флуоресценции от времени.
В гармоническом методе образец возбуждают синусоидально модулированным светом. Фазовый сдвиг и степень демодуляции испускания по отношению к падающему свету используют для расчета времени затухания.


Слайд 12
Текст слайда:

Деполяризация флуорисценции

Как правило, исходное излучение является поляризованным. Вторичное - флуоресцентное излучение - также является поляризованным (молекулы флуоресцирующих веществ оптически анизотропны). При этом, коэффициент, определяющий степень поляризации квантов флуоресценции может быть записан в следующем виде:

В результате броуновского движения молекулы, её степень поляризации меняется. Согласно теории Лёвшина-Перрена, степень поляризации флуоресценции может быть записана в виде:

- степень поляризации в условиях предельно вязкой среды (например, в глицерине).

Здесь

- время жизни флуоресцентного уровня

- время корреляции вращательного броуновского движения

В отсутствие вращательной диффузии и безизлучательного переноса анизотропия:

Уравнение Перрена приобретает вид:


Слайд 13
Текст слайда:

 

r

Деполяризация флуорисценции

r

α

R,

ВАЖНО: затухание интенсивности флуоресценции не зависит от затухания ее анизотропии


Слайд 14
Текст слайда:

 


Слайд 15
Текст слайда:

 


Слайд 16
Текст слайда:

Импульсно-лазерная флуорометрия

Имея короткие лазерные импульсы, возможно изучать вращательную подвижность молекул в растворах по времени затухания поляризованной флуоресценции. Последнее связано с тем, что после действия лазерного импульса направления электрического диполя в основном и возбужденном состоянии практически совпадают, затем эта поляризация спадает до нуля, поскольку молекула совершает хаотическое вращательное движение. При этом уравнение диффузии:




Слайд 17

Слайд 18
Текст слайда:

Анизотропия флуоресценции, в случае вращательной диффузии молекулы, дипольный момент которой в возбужденном состоянии поворачивается на угол φ, может быть рассчитана по следующей формуле:



Слайд 19
Текст слайда:

ФАЗОВЫЕ И МОДУЛЯЦИОННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕН ЗАТУХАНИЯ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ

Образец возбуждают синусоидально модулированным светом. Испускание модулировано с той же круговой частотой. Из-за конечной величины времени жизни возбужденного состояния испускание отстает по фазе на угол φ. Испускание менее модулировано → степень демодуляции испускания по отношению к падающему свету m используют для расчета фазового и модуляционного времени.


Слайд 20

Слайд 21
Текст слайда:

При увеличении времени жизни фазовый угол увеличивается, а коэффициент демодуляции уменьшается.
Определим связь между временем затухания флуоресценции и величинами фазового сдвига и демодуляции:


Слайд 22
Текст слайда:

.

Схема устройства ультразвукового модулятора Дебая-Сирса. 1- кристалл; 2 – окно; 3 – отражающая пластинка; 4 – линза; 5 – щель

Жидкая решетка появляется и исчезает с двойной частотой колебаний кристалла. Вышедший свет модулирован синусоидально, примерно на 50%.


Слайд 23
Текст слайда:

Фоточувствительный метод

 

 

 


Слайд 24
Текст слайда:

Блок-схема флуорометра с фазочувствительным детектором.

М – монохроматоры
МДС – Модулятор Дебая-Сирса
Ф – фильтры, Ст – эталонный флуорофор


Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31
Текст слайда:

Диффузия фотонов

С появлением импульсных лазеров сверхкороткой длительности (наносекундных и фемптосекундных) стало возможным наблюдать диффузию фотонов во временной кинетике. Временная зависимость такой диффузии имеет следующий вид:

Первым (5) появляется сигнал от прямо
прошедших (баллистических фотонов).
Далее растущая амплитуда сигнала связана с
рассеянными фотонами под большими углами (4).

Спадающая амплитуда характеризует рассеяние фотонов под малыми углами (3)- диффузный компонент. Эти фотоны позволяют увидеть неоднородность ткани, связанной с новообразованиями. Математически весь процесс можно записать в виде уравнения:



Слайд 32
Текст слайда:


Используя нестационарную теорию переноса излучения (ТПИ) можно проанализировать временной отклик рассеивающих тканей. Такой анализ важен для обоснования оптических медицинских технологий, использующих измерения отражения или пропускания биоткани с разрешением во времени, когерентные методы, основанные на баллистических или отраженных фотонах. В общем виде нестационарное уравнение ТПИ имеет вид:


Слайд 33
Текст слайда:

В общем виде уравнение переноса излучения имеет вид:

 
Временное диффузионное уравнение:
где

Упрощенная диффузионная модель при освещении незатухающей волной (CW):


Основное диффузионное уравнение для получения изображ







Слайд 34
Текст слайда:

Теоретическое развитие метода привело к появлению нового типа волн – волн фотонной плотности. В сильно рассеивающих средах с малым поглощением вдали от стенок, приемника и источника излучения распространение света может рассматриваться как затухающий диффузный процесс, описываемый временным диффузионным уравнением для плотности фотонов


Слайд 35
Текст слайда:

Применение флуоресценции в клинической практике

Метод флуоресцентной диагностики основан на:
различие интенсивности и спектрального состава собственной флюоресценции здоровой и опухолевой ткани
избирательное накопление фотосенсибилизатора в ткани новообразования и его обнаружение

Методы анализа флуоресценции биологических тканей:
1. Точечная (локальная) спектрофотометрия
2. Регистрация панорамных флуоресцентных изображений

фотодинамическая терапия

флуоресцентная диагностика


Слайд 36
Текст слайда:

Главные хромофоры тканей


Слайд 37
Текст слайда:

Самые используемые фотосенсибилизаторы

фотофрин

радахлорин

аласенс


Слайд 38
Текст слайда:

Спектр флюоресценции здоровой ткани

Спектр флюоресценции участка с избыточным накоплением фотосенсибилизатора


Слайд 39
Текст слайда:

Установки

Назначение:

Фотодинамическая терапия рака и деструктивно-воспалительных заболеваний

Коагуляция патологических тканей и сосудов.

Лазерный скальпель для локальных иссечений и взятия биопсии

Лечение пигментных и сосудистых поражений кожи в дерматологии и косметологии.


Слайд 40
Текст слайда:

Диффузная флуоресцентная томография (ДФТ).

Внешний вид блока сканирования опытного образца ДФТ-установки.


Слайд 41

Слайд 42
Текст слайда:

ЛАЗЕРНО-ФЛУОРЕСЦЕНТНАЯ ДИАГНОСТИКА СТАДИЙ ВОЗРАСТНОЙ КАТАРАКТЫ


Слайд 43
Текст слайда:

Математическая обработка – метод Монте-Карло


Слайд 44
Текст слайда:

ИК диапазон


Слайд 45
Текст слайда:

Ближняя инфракрасная томография

В 1951 B. Chance предложил модель, позволяющую диагностировать процессы канцерогенеза в молочной железе по соотношению окси- и дезокси- гемоглобина.
Характеристики канцерогенеза:
1. Повышение на участке ткани гемоглобина
2. При снижении насыщения кислородом
3. Повышение фракции воды
4. Уплотнение данного участка ткани.


Слайд 46

Слайд 47
Текст слайда:

A Portable Near Infrared Imager for Breast Cancer Diagnosis

Cheng, X., X. Xu, et al., Optical imaging system with direct image reconstruction, US patent, 09/778,617, 2001.


Слайд 48
Текст слайда:


Грудной зонд


Слайд 49
Текст слайда:

extinct coeff (cm-1/mol/liter)




650

700

750

800

850

900

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000




- Deoxy-hemoglobin

- Oxy-hemoglobin

λ1 = 690nm

λ2 = 830nm

Представленные кривые показывают области характеристического поглощения света дезокси- и оксигемоглобином на различных длинах волн и характеризуют механизмы кровоснабжения биотканей, при этом хорошо видны характерные максимумы и минимумы спектров поглощения, что используется для диагностики патологических состояний, включая рак молочной железы.


Слайд 50
Текст слайда:

правая

левая

Дезокси гемоглобин

Дезокси гемоглобин


Слайд 51
Текст слайда:

Dual Wavelength LED Silicon Diode Detector

Персональный детектор рака груди


Слайд 52
Текст слайда:

Относительное содержание кислорода О2 (%)

Абсолютная концентрация uM крови

Относительная концентрация uM крови


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика