Aktualności
Badania
17 Grudnia
Porównanie obrazów uzyskanych różnymi metodami filtrowania przestrzennego, źródło: www.pw.edu.pl
Opublikowano: 2020-12-17

Terahercowe obrazowanie tkanek nowotworowych

Zespół naukowców z Politechniki Warszawskiej i Centrum Nauk Fizycznych i Technologii w Wilnie pracuje nad wykorzystaniem promieniowania terahercowego do zobrazowania fantomu tkanek zdrowych i zmienionych przez nowotwór.

Badanie realizowane jest w ramach konkursu na granty badawcze FOTECH-1. Obszary zmian nowotworowych mają wyższą zawartość wody niż tkanka tłuszczowa, co oznacza, że ten region ma wyższy współczynnik załamania światła i współczynnik absorpcji. Aby móc rozszerzyć zakres obrazowania THz do celów medycznych, w tym wykrywania tkanek nowotworowych, należy opracować nowe metody zwiększenia kontrastu w obrazowaniu THz.

Fale terahercowe to fale elektromagnetyczne o częstotliwości pomiędzy 300 GHz a 3 THz. Terahercowe obrazowanie obiektów jest wykorzystywane w wielu dziedzinach życia, służy m.in. do badania dzieł sztuki i rzeźb czy przenikania do wnętrza różnych przedmiotów, jak choćby bagaży na lotniskach. Właściwości promieniowania terahercowego dostrzeżono również w dziedzinie medycy, gdzie trwają intensywne prace nad wykorzystaniem fal THz do prześwietlania ludzkiej tkanki. Takie rozwiązanie pozwoliłoby na zastąpienie powszechnie stosowanego prześwietlenia RTG, z korzyścią dla zdrowia pacjentów – promieniowanie terahercowe jest niejonizujące, w przeciwieństwie do promieniowania X, wykorzystywanego w technice RTG.

Na szczególną uwagę zasługuje przypadek, w którym badany obiekt, w tym przypadku obszar cienkich warstw tkanek i zmian nowotworowych, wykazuje niską absorpcję w częstotliwościach THz, uniemożliwiając zapis obrazu prześwietlanej tkanki.

Dzięki ścisłej współpracy między dwoma zespołami zbudowaliśmy różne układy optyczne, które pozwoliły na obrazowanie obiektów za pomocą promieniowania terahercowego. Udało nam się zobrazować obiekty, które teoretycznie są przezroczyste dla promieniowania terahercowego. Zrobiliśmy to dzięki użyciu odpowiednich metod filtrowania przestrzennego, czyli metody kontrastu fazowego i metody pola ciemnego – wyjaśnia dr Agnieszka Siemion z Wydziału Fizyki PW, kierownik projektu.

Zaproponowane przez badaczy podejście wykazuje poprawę kontrastu uzyskanego obrazu odpowiednio do 10 dB i 30 dB oraz wzrost o rząd wielkości stosunku sygnału do szumu. Takie rozwiązanie otwiera drogę do szerszego zastosowania promieniowania terahercowego w medycynie i w dziedzinie biologii, gdzie słaba absorpcja promieniowania THz w wielu przypadkach jest nieodłączną cechą badanych obiektów.

Mamy nadzieję, że kolejne etapy badań z uwzględnieniem oświetlenia pod różnymi polaryzacjami, dzięki użyciu struktur metamateriałowych, dadzą jeszcze lepsze wyniki. Każdego, dla kogo ta tematyka wydaje się być interesująca, zapraszamy do wspólnej dyskusji i współpracy – zachęca dr Siemion.

Projekt „Wykorzystanie właściwości spolaryzowanego oświetlenia i metody pola jasnego i pola ciemnego do terahercowego obrazowania fantomu tkanek zdrowych i zmienionych nowotworowo ” jest finansowany ze środków projektu „Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza” (w ramach konkursu FOTECH-1).

źródło: PW

Dyskusja (0 komentarzy)