中国科技报 03月31日 02:45
[国 际] 太赫兹成像“透视”小鼠耳蜗
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日本研究团队利用太赫兹成像技术,首次以微米级分辨率清晰呈现小鼠耳蜗内部三维结构,为听力损失等耳部疾病的无创诊断提供了新途径。该技术利用太赫兹波的特性,结合非线性光学晶体产生微小太赫兹点光源,实现了对耳蜗的精细扫描和三维重建。研究证明了太赫兹波的有效穿透性,并有望开发小型化设备,应用于耳蜗诊断、皮肤病学和早期癌症检测等领域。

👂耳蜗是内耳中负责将声波转化为神经信号的核心器官,其精细结构损伤是听力障碍的主要成因。

🔬传统成像技术难以精准捕捉耳蜗复杂细节,而太赫兹波因其独特的频谱位置,兼具低能量组织安全性、强穿透性及对生物分子敏感的特性。

💡研究人员采用非线性光学晶体产生直径仅20微米的太赫兹点光源,实现了对耳蜗的精细扫描。使用1560纳米近红外光产生太赫兹波是其中的关键创新。

🐭研究人员通过对比实验,证实了太赫兹波有效穿透小鼠耳蜗内部。他们从二维太赫兹时域图像中提取结构信息,重建了三维模型。

⚕️该技术有望开发成小型化设备,如太赫兹内窥镜和耳镜,应用于耳蜗诊断、皮肤病学和早期癌症检测等领域。

    科技日报讯 (记者张佳欣)近日发表在《光学》杂志上的一篇论文称,日本早稻田大学、神户大学和大阪大学的研究团队,首次利用太赫兹成像技术以微米级分辨率清晰呈现小鼠耳蜗内部三维结构。这项“透视”耳蜗的新技术为听力损失等耳部疾病的无创诊断开辟了全新路径。

    耳蜗作为内耳中负责将声波转化为神经信号的核心器官,其精细结构损伤是听力障碍的主要成因。然而,传统成像技术因分辨率不足或穿透力有限,难以精准捕捉耳蜗的复杂细节。太赫兹波因介于微波与中红外之间的独特频谱位置,兼具低能量组织安全性、强穿透性及对生物分子敏感的特性。

    研究人员此次采用非线性光学晶体,在晶体内部一个非常小的区域产生直径仅20微米的太赫兹点光源,彻底摒弃了传统聚焦透镜方法。研究中的一项关键创新是使用非线性光学晶体从1560纳米近红外光产生太赫兹波,从而实现对耳蜗的精细扫描。

    研究人员使用太赫兹成像装置对两个不同的小鼠耳蜗样本(一个内部为空,另一个填充有反射太赫兹波的金属材料)进行对比实验,观察到了两个样本之间的显著差异,证实太赫兹波有效穿透了小鼠耳蜗内部。

    随后,研究人员从二维太赫兹时域图像中轻松观察和提取了耳蜗内部结构信息,重建出三维点云与表面网格模型,加深了对其内部结构的理解。

    借助该技术,研究人员可开发出小型化设备,如太赫兹内窥镜和耳镜,从而实现耳蜗诊断、皮肤病学和早期癌症检测中的无创体内成像。

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