Модель для определения глубины проникновения света в ткани построили в Йеле

Теоретическую модель для прогнозирования предельной глубины проникновения света в ткани организма разработали исследователи из Йельской школы инженерных и прикладных наук, 28 января сообщает Phys.org.

Исследователям удалось определить предел для осаждения энергии в любом месте внутри диффузионной системы, то есть материала, который сильно рассеивает свет и выглядит непрозрачным, как например, ткани человека.

Передача энергии в целевую область глубоко внутри непрозрачной системы имеет решающее значение для таких потенциальных применений, как визуализация глубоких тканей, оптогенетический контроль нейронов и неинвазивная ультразвуковая хирургия. Однако одним из препятствий на пути использования этой технологии для практического применения является то, что исследователи не знают гарантированного способа контроля энергии, подаваемой внутрь неупорядоченных систем, или определения количества энергии, которого они могут туда доставить.

«Мы знаем, что можем сфокусировать свет в точке внутри системы, но если бы я захотел сделать это на большей площади, это стало бы довольно сложной задачей. Таким образом, мы смогли придумать формализм, который позволяет нам это делать. Но что также было полезно, так это то, что мы разработали способ предсказать конечный предел того, сколько света мы могли бы получить для входного лазерного луча фиксированной мощности», — сказал Николас Бендер, ведущий автор исследования.

Модель была опробована экспериментально с помощью уникальной оптической платформы, которая позволяет напрямую измерять световое поле по всему образцу, одновременно обеспечивая полный контроль над входным волновым фронтом.

«Итак, если вы пытаетесь доставить энергию внутрь чьего-то мозга при неинвазивной хирургии, вам нужно будет использовать такую технику, и вам нужно будет знать, сколько энергии вы можете передать с помощью данного лазера», — сказал Бендер.