Was Ist Der Zweck Der Multispektralen Bildgebung (Msi) Im Bereich Von 405 Nm Bis 940 Nm? Entdecken Sie Noch Heute Die 3D-Hautanalyse

Der Hauptzweck der Integration mehrerer Wellenlängenbereiche von 405 nm bis 940 nm in einem MSI-System ist die umfassende, tiefenaufgelöste Bildgebung von Hautgewebe. Durch die Nutzung der unterschiedlichen Eindringfähigkeiten verschiedener Wellenlängen kann das System gleichzeitig oberflächliche Strukturen und tiefe dermale Schichten visualisieren, um eine dreidimensionale Analyse der Haut zu erstellen.

Kernbotschaft Licht interagiert unterschiedlich mit der Haut, abhängig von seiner Wellenlänge; kurze Wellen stoppen an der Oberfläche, während lange Wellen tiefer eindringen. Durch die Kombination spezifischer Bänder (405, 525, 660 und 940 nm) "schneidet" ein MSI-System das Gewebe optisch durch und kartiert die räumliche Verteilung von Melanin und Hämoglobin, um die Dicke und das Volumen einer Läsion genau zu berechnen.

Die Physik der optischen Penetration

Wellenlängenabhängige Tiefe

Das grundlegende Prinzip, das diese Integration antreibt, ist, dass die Tiefe der Lichtpenetration direkt mit seiner Wellenlänge zusammenhängt.

Kurze Wellenlängen haben zwar eine höhere Energie, werden aber von biologischem Gewebe schneller gestreut und absorbiert. Umgekehrt erfahren längere Wellenlängen weniger Streuung, wodurch sie weiter in das Gewebe eindringen können, bevor sie zum Sensor zurückkehren.

Schichtweise Visualisierung

Diese Varianz ermöglicht es dem LED-Ringlicht, als nicht-invasives Tiefenmessgerät zu fungieren.

Zum Beispiel erfasst 525 nm grünes Licht, eine kurze Wellenlänge, Daten hauptsächlich aus oberflächlichen Geweben und der Epidermis. Im Gegensatz dazu umgeht 940 nm Infrarotlicht die oberen Schichten, um Informationen aus der tiefen Dermis zu gewinnen.

Die Rolle von 405 nm und 660 nm

Das System nutzt 405 nm Licht speziell, um Autofluoreszenz auszulösen und zu erfassen, was biologische Aktivität auf der Oberfläche offenbart.

Zwischenwellenlängen wie 660 nm (rotes Licht) überbrücken die Lücke zwischen der Oberfläche und der tiefen Dermis und gewährleisten so ein kontinuierliches Profil der Hautstruktur.

Erstellung einer 3D-biologischen Karte

Verfolgung von Chromophoren

Das ultimative Ziel der Verwendung dieser spezifischen Bänder ist die Kartierung der Verteilung von Chromophoren – insbesondere von Melanin und Hämoglobin.

Diese Verbindungen absorbieren Licht mit spezifischen Signaturen. Durch die Analyse, wie viel Licht bei jeder Wellenlänge zurückkehrt, bestimmt das System die Konzentration und den Ort dieser Chromophoren.

Beurteilung der Läsionstiefe

Da das System Daten von der Oberfläche (405/525 nm) bis zur tiefen Dermis (940 nm) erfasst, geht es über die 2D-Fotografie hinaus.

Es rekonstruiert die dreidimensionale räumliche Verteilung der Läsion. Diese Fähigkeit ist entscheidend für die Beurteilung der Läsionstiefe, einer Schlüsselmetrik bei der Bewertung der Schwere und des Fortschreitens von Hauterkrankungen.

Verständnis der Kompromisse

Abhängigkeit von spezifischen Chromophoren

Diese Methode ist stark auf das Vorhandensein von Melanin und Hämoglobin angewiesen, um Kontrast- und Tiefendaten zu erzeugen.

Wenn eine Läsion oder Hautanomalie keine signifikanten Mengen dieser spezifischen Chromophoren enthält, kann die abgeleitete "Dicke" und 3D-Struktur im Vergleich zu stark pigmentierten Läsionen weniger genau oder schwerer zu definieren sein.

Auflösung vs. Tiefe

Es gibt einen inhärenten optischen Kompromiss zwischen der Eindringtiefe und der Auflösung von Oberflächenmerkmalen.

Während 940 nm Licht tiefe Gewebe erreicht, liefert es oft eine geringere Auflösung im Vergleich zur scharfen, oberflächlichen Bildgebung von 525 nm Licht. Ein Verbundbild ist erforderlich, um die strukturelle Tiefe mit der Klarheit der Oberfläche auszugleichen.

Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen

Berücksichtigen Sie bei der Konfiguration oder Nutzung von MSI-Systemen für die medizinische Bildgebung das spezifische klinische Ziel:

Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Oberflächenmorphologie und biologischer Aktivität liegt: Priorisieren Sie die Analyse der 405 nm (Autofluoreszenz) und 525 nm Bänder zur Untersuchung oberflächlicher Unregelmäßigkeiten.
Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Bestimmung von Tumorinvasion oder Läsionsvolumen liegt: Verlassen Sie sich stark auf die Daten aus dem 940 nm Band, um die tiefe Dermis zu visualisieren und die vertikale Dicke des Gewebes zu beurteilen.

Durch die Synthese dieser multiplen spektralen Ansichten verwandeln Sie eine Standard-visuelle Inspektion in eine volumetrische medizinische Beurteilung.

Zusammenfassungstabelle:

Wellenlänge	Spektrum	Eindringtiefe	Schwerpunkt der klinischen Anwendung
405 nm	Violett/UV	Oberflächlich	Autofluoreszenz & biologische Aktivität an der Oberfläche
525 nm	Grün	Epidermis	Oberflächliches Gewebe & epidermale Unregelmäßigkeiten
660 nm	Rot	Mittlere Dermis	Zwischenstrukturen & Hämoglobin-Mapping
940 nm	Infrarot	Tiefe Dermis	Läsionstiefe, -volumen & tiefe dermale Invasion

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Referenzen

Noémi Nóra Varga, Norbert Kiss. Optically Guided High-Frequency Ultrasound Shows Superior Efficacy for Preoperative Estimation of Breslow Thickness in Comparison with Multispectral Imaging: A Single-Center Prospective Validation Study. DOI: 10.3390/cancers16010157

Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von Belislaser Wissensdatenbank .