Infrarood Beeldvorming

Het menselijk lichaam

Het menselijk lichaam zit extreem ingewikkeld in elkaar. De mens bestaat uit botten, weefsels, bloedvaten, haar, huid, organen, ... . Als men beeldvorming wil doen in een menselijk lichaam moet het licht dat wordt gecreëerd zich doorheen het lichaam banen, dus de mens moet transparant zijn voor het licht dat wordt gebruikt. Hieronder zie je een afbeelding van de absorptie van nabij infrarood licht in een lichaam. Hoe lager de zwarte curve, hoe beter.

Er zijn 3 regio's met verhoogde transparantie van het weefsel.

  1. NIR-I: 700 - 950 nm
  2. NIR-II: 1000 - 1350 nm
  3. NIR-III: 1550 - 1870 nm

Verder zijn er twee curves getoond. De groene stelt de scattercoëfficiënt voor. Deze coëfficiënt geeft aan hoe gemakkelijk een lichtdeeltje botst met de atomen van het lichaam. Bij zo'n botsing verliest het lichtdeeltje zijn richtingsinformatie en wordt elders gedetecteerd dan van waar hij oorspronkelijk vandaan komt. Dit is nefast voor het contrast van de foto en men wilt deze coëfficiënt zo laag mogelijk. 

De rode curve daarentegen is de absorptiecoëfficiënt. Deze geeft aan hoe gemakkelijk het is voor een lichtdeeltje om geabsorbeerd te worden in het lichaam, en dus niet gedetecteerd kan worden. Als deze coëfficiënt te hoog is, kan het licht het lichaam niet verlaten, en kan men geen foto nemen. Anderzijds wordt de energie van het licht dan overgedragen op het lichaam en kan het lichaam in temperatuur stijgen. Het is dus ook belangrijk dat deze absorptiecoëfficiënt zo laag mogelijk kan gehouden worden.

De zwarte lijn is de som van de scatter en absorptie contributie.

Daarnaast zullen de deeltjes die men in het lichaam gaat injecteren klein genoeg moeten zijn, zodanig dat ze geen bloedvaten gaan blokkeren in het lichaam. De grootte waarover we spreken is ongeveer 0.005 tot 0.010 mm. Dit is 5 tot 10 keer kleiner dan de dikte van een haar. Het doel is ook dat de deeltjes worden opgenomen door cellen, en daarvoor moeten ze nog eens 100 keer kleiner zijn, tot we op 100 nm komen. Dus als de deeltjes te groot zijn kan je enkel een beeld krijgen van je bloedvaten en niet van de functionaliteit van de cellen.

De tijd dat de deeltjes zich in het lichaam bevinden is ook afhankelijk van de grootte. Hoe groter de deeltjes, hoe langer ze verblijven in het lichaam, hoe kleiner, hoe sneller de nieren deze kunnen verwerken. De deeltjesgrootte heeft dus ook een invloed op waar deze terecht zullen komen, hier moet men dan ook een optimum vinden zodanig dat ze naar gebieden gaan in het lichaam van waar men een beeld wilt vormen.