Infrarood Beeldvorming

NIR Beeldvorming

2 soorten beeldvormingsmethodes

Persistente luminescentie

Bij persistente luminescentie spreken we over luminescentie met een zeer grote vervaltijd. De vervaltijden waarover we spreken kunnen gaan tot enkele uren. Glow-in-the-dark materialen zijn misschien wel de meest gekende voorbeelden.

Bij deze eerste techniek worden de deeltjes geëxciteerd buiten het lichaam. Vanaf dan beginnen deze licht uit te zenden. Dan is het noodzakelijk dat ze zo snel mogelijk worden ingespoten in het lichaam dat men wilt onderzoeken. De intensiteit van dit licht neemt namelijk af gedurende de tijd. Men moet verzekeren dat het licht nog waarneembaar is wanneer deze deeltjes zich doorheen het lichaam hebben verdeeld en de organen hebben bereikt die men moet bereiken. Een vervaltijd van enkele uren is dus noodzakelijk. De deeltjes hebben ook maar een beperkte energieopslag, m.a.w. je kan niet meer licht (energie) uitsturen dan dat het deeltje aan energie in zich heeft wat direct het grootste nadeel is van deze deeltjes.

Time-gated imaging

De tweede techniek is time-gated imaging. Hierbij is het de bedoeling van de lichtgevende deeltjes eerst te injecteren in het lichaam om dan te exciteren zodat deze kunnen emitteren. In tegenstelling tot persistente luminescentie heeft men hier geen lange vervaltijden nodig van enkele uren. Een vervaltijd van 100 microseconden, 100 keer korter als een honderdsten op je chronometer, is al meer als genoeg.

De term 'time-gated' duidt erop dat men begint te detecteren vlak nadat de excitatie (dit gebeurt met een korte laserpuls). We herhalen dit vele keren en worden de beelden op elkaar gelegd zodanig dat er een groter signaal wordt opgemeten. Hier heeft men geen probleem met de beperkte energieopslag in de deeltjes die men wel had bij persistente luminescentie.

Het probleem dat hier opduikt is dat men tijdens zo'n laserpuls niet alleen de fosfor exciteert maar ook alles wat het op zijn pad tegenkomt. Zo gaat ook omliggende weefsel de energie deels opnemen (men heeft altijd nog een kleine absorptie ook al zit men in een optisch venster). Deze energie wordt deels omgezet in warmte en deels terug in licht. Het licht dat hieruit komt noemt men autofluorescentie. Dit fenomeen is echter klein aangezien de absorptie laag is, en heeft een zeer korte vervaltijd. Na 1 microseconde zou er al niets meer overschieten. Dus na de excitatie door de laserpuls wordt er 1 microseconde gewacht voor men het licht van de deeltjes gaat waarnemen. Met deze extra vereiste hebben we nood aan een fosfor met een vervaltijd van ongeveer 50 tot 100 microseconden om het verlies zo minimaal mogelijk te houden.