拡散光画像

拡散光イメージング（DOI ）は、近赤外分光法（NIRS）^[1]または蛍光ベースの方法^[2]を使用したイメージング方法です。イメージングされた材料の3D体積モデルを作成するために使用される場合、DOIは拡散光トモグラフィー と呼ばれ、2Dイメージング方法は拡散光イメージングに分類されます。

この技術は、神経科学、スポーツ医学、創傷モニタリング、癌検出など、多くの用途があります。通常、DOI技術は、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの濃度の変化を監視し、さらにシトクロムの酸化還元状態を測定することもあります。この技術は、用途に応じて、拡散光断層撮影（DOT）^[3] 、近赤外光断層撮影（NIROT）、または蛍光拡散光断層撮影（FDOT）と呼ばれることもあります。

神経科学では、NIR 波長を使用して行われる機能測定、DOI 技術は機能的近赤外線分光法 ( fNIRS)に分類される場合があります。

物理的メカニズム

生物組織は、光の伝播中に、いわゆる「治療ウィンドウ」スペクトル範囲で散乱現象が吸収よりも優勢であるため、強い拡散媒体であると考えることができる。拡散媒体における光子の移動は、拡散方程式のヒューリスティックモデルによって記述され、特定の形状に対して解析的な解を提供する。測定された吸収係数と散乱係数から、組織の主な発色団の濃度を導き出すことが可能である。^[4]

拡散光学イメージングは、反射率または透過率構成で、時間領域、周波数領域または連続波で実装できます。

参照

参考文献

^ Durduran, T; et al. (2010). 「組織モニタリングおよびトモグラフィーのための拡散光学」. Rep. Prog. Phys . 73 (7): 076701. Bibcode :2010RPPh...73g6701D. doi :10.1088/0034-4885/73/7/076701. PMC 4482362. PMID 26120204 .
^ 「Harvard.edu Diffuse Optical Imaging」。2012年6月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年8月20日閲覧。
^ 江華北 (2018-09-03).拡散光トモグラフィー. CRC Press. doi :10.1201/b10482. ISBN 978-1-315-21748-2.S2CID 118019227 。
^ マルテッリ、ファブリツィオ;デル・ビアンコ、サムエレ。アンドレア・イスマエリ。ザッカンティ、ジョバンニ (2009)。生体組織およびその他の拡散媒体を通る光の伝播: 理論、解決策、およびソフトウェア。土井：10.1117/3.824746。ISBN 9780819481832。

[1] Durduran, T; et al. (2010). 「組織モニタリングおよびトモグラフィーのための拡散光学」. Rep. Prog. Phys . 73 (7): 076701. Bibcode :2010RPPh...73g6701D. doi :10.1088/0034-4885/73/7/076701. PMC 4482362. PMID 26120204 .

[2] 「Harvard.edu Diffuse Optical Imaging」。2012年6月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年8月20日閲覧。

[3] 江華北 (2018-09-03).拡散光トモグラフィー. CRC Press. doi :10.1201/b10482. ISBN 978-1-315-21748-2.S2CID 118019227 。

[Martelli-2009-4] マルテッリ、ファブリツィオ;デル・ビアンコ、サムエレ。アンドレア・イスマエリ。ザッカンティ、ジョバンニ (2009)。生体組織およびその他の拡散媒体を通る光の伝播: 理論、解決策、およびソフトウェア。土井：10.1117/3.824746。ISBN 9780819481832。