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皮膚組織的光學特征

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皮膚組織的光學特征

發布時間:2015-10-27 瀏覽:696 次

隨著激光生物醫學的發展,生物組織中光的分布以及光譜輻射與組織的相互作用成為重要的基礎問題,而這兩方面均與組織體的光學性質相關。國際上將這方面的研究工作稱為“組織光學”。其實使用色差儀檢測皮膚問題也離不開組織光學的定義,只有皮膚組織光學特征可以分析,才能實現色差儀檢測膚色修復皮膚的初衷。

組織光學是激光生命科學于激光醫學的基礎。目前的研究狀況是,組織光學的研究極大地落后與激光生物醫學的實際應用。實際上,人們還不是很清楚光輻射對生物組織內在的固有反應,對人體組織的固有光學特征知之甚少(眼睛除外),以致組織光學特征數據十分缺少,難以對激光治療等實際應用起到更好的指導作用。

1988年美國舉辦的美國光學學會上首次對組織光學進行了專題討論。目前,國際上組織光學研究內容主要是光在組織中傳輸的理論模型、組織體光學特性參數的測定、激光輻射劑量學、建立組織體光學模型等。

有多層不同結構構成的人體皮膚組織,其光學特質相當于具有高散射性的混沌介質。入射到皮膚表面的光束,首先直接被皮膚角質與真皮,并被皮膚組織散射與吸收。其中一部分光被多次散射后會重新返回皮膚表面進入空氣中,這一部分散射光稱為漫反射光,它攜帶了皮膚內部組織結構的信息研究皮膚組織的光學特征,我們首先進入皮膚內的光吸收,散射情況,由皮膚內各種色基組織決定。如Hbo2,Hb,膽紅素,黑色素等。這些色基組織吸收入射光后,還會發出熒光和磷光。它們的信號微弱,但包含了皮膚組織的特征信號,同樣它們中的少部分也會到達皮膚表面而被探測到。光在皮膚內反射,散射,吸收,以及透射量將有入射光的特征(波長、功率、偏振等)以及皮膚組織不同色基的光學特性共同決定。

可認為當光束入射人體皮膚組織時,從宏觀上可將光能最終分成三部分:從入射界而返回空氣中的回射光中包括表面鏡反射、表面漫反射和皮膚內后向散射:穿過皮膚的透射光包括彈道直射光(非散射光子、相干散射光子)、蛇形折射光(弱散射光子、傳播方向輕微偏折)、前向散射光(漫透射光、多次散射光子);光在皮膚組織內部的主要物理過程除了上述散射外,還有一部分光能被組織吸收,且為多次散射和吸收。

光輻射在皮膚中傳輸的物理過程

皮膚組織光學特性的研究對醫學皮膚診斷和色差儀檢測皮膚顏色都有非常重要的意義,只有正確分析出光與皮膚之間的關系才能更加清晰的了解皮膚情況,確定皮膚問題,從而分析診斷最終改善修復。

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