一种新的太赫兹医学成像工具可以提前检测角膜疾病
Terahertz（THz）成像是一种新兴的无损扫描和成像技术，包括来自药物和生物医学应用的几种设置，用于安全和航空航天行业的工具中的集成。在医学成像的持续研究表明，THz频率照射可能是绘制生理组织中水的分布和运动的理想选择。这对于量化角膜组织内的水含量可能特别有用，这通常远低于人体中的其他组织系统。在加利福尼亚州的一群科学家，工程师和临床医生正在调查这种可能性，试图开发一种可提供可准确测量角膜水合的成像工具，以帮助检测和研究角膜障碍。
成像角膜疾病
角膜疾病，如Fuchs内皮营养不良，影响着世界范围内相当多的人，特别是老年人。它们经常导致慢性视力损害，通常需要手术干预。这些疾病背后的关键生理问题之一被认为是角膜组织水合作用的增加，称为角膜组织水含量(CTWC)。事实上，许多角膜疾病的特征是CTWC异常高，这会导致角膜肿胀和随后的视力模糊。这使得CTWC成为医生和医生诊断角膜疾病的一个重要的诊断目标:它不仅允许疾病被观察到，而且它还表明潜在的组织损伤。到目前为止，还没有一种有效的、无创的、准确、直接的原位测量CTWC的方法。加州研究人员进行的一项新研究旨在改变这一现状。
角膜疾病影响到世界上相当多的人，并经常导致慢性视力损害——通常需要手术干预
泰勒博士和格伦德费斯特博士是其中两位研究人员，他们正在开发一种基于太赫兹频率照明的非侵入性成像工具，这可以帮助测量角膜组织的水化水平。目前的测量CTWC的方法是基于超声或光学厚度测量，可以非常精确地测量。然而，用这些厚度测量来绘制角膜的水合作用是非常不准确的。Taylor博士和Grundfest博士新开发的成像系统将允许科学家和临床医生从患者那里获得CTWC的时空变化图。该方法是对水含量的直接测量，因此避免了目前技术使用的不准确和非特定厚度的水含量映射。
THz医学成像可能特别适合于测量角膜中的含水量，因为其组织结构和几何形状通常比身体中的任何其他组织变得更少（例如，肺，肝等）的变化。此外，这种变化通常小于目标THz照明的波长，使研究人员能够将角膜视为一个完全球形的水合膜，坐在水体（幽默水溶液）上。
初始测试
在开发成像工具之前，泰勒博士和格伦德费斯特博士对角膜及其电磁特性进行了广泛的研究。由此，他们提出了有史以来第一个CTWC梯度模型，并设计了从太赫兹反射率的变化来识别CTWC的方法。该团队最初在活兔子的角膜上测试了他们的新成像工具。他们尝试使用定制的太赫兹成像系统和毫米波反射计来测量CTWC，并探索成像数据和中央角膜厚度(CCT)测量之间的相关性。
最初的结果很有希望，但揭示了出乎意料的电磁特性。毫米波测量数据与CCT具有良好的相关性，而THz和CCT测量数据没有相关性。从他们的发现来看，手术似乎改变了角膜的厚度，但CTWC没有改变。这种厚度上的扰动，加上角膜恒定的水分含量，产生了一种可被毫米波系统分解而不能被太赫兹系统分解的驻波。这是对有条件现金转移支付的趋势不一定与有条件现金转移支付的变化相关这一长期信念的首次实验验证。
从最初的工作中提炼出两个关键概念。首先，角膜是太赫兹频率下的光学薄膜。其次，该技术的成功临床转化将需要非接触式测量;一种在太赫兹频率下通常不可能实现的工作模式。
反复试验:进一步的测试
为了解决第一阶段所确定的挑战，泰勒博士与荷兰·荷兰·荷兰·荷兰的研究人员合作，在哥德兰堡，瑞典和芬兰赫尔辛基的VTT。设计了一种新的光学系统，与专门从事物理光学专门的同事合作，构建和测试。系统的试验试验已在一组志愿者完成，这是为了准备即将到来的试验临床试验而有明智的修改。这项工作产生了被认为是有史以来一直发表的人类角膜的第一个非联系THz形象。
泰勒博士和格伦菲斯特博士的成像工具可以对角膜障碍被诊断和研究的方式进行真正的差异
一个有前途的技术
通过他们的初步研究，泰勒博士和格雷弗弗福博士收集了一些对研究界有用的观察结果，以及他们对频率，眼科成像工具的发展。他们的研究已经满足了科学界的巨大兴奋，他们去年5月接受了2015年5月的2015年Terahertz最佳纸张奖项的研究。
如果以允许CTWC准确成像和测量的方式完善，泰勒和罗德菲尔博士的成像工具可以对角膜障碍被诊断和研究的方式进行真正的差异。目的是提供一种非侵入性和准确的测量角膜组织水合的方法 - 这是不可能的东西。该研究不仅提供了更有效的诊断角膜障碍的方式，还提供了探索特定疾病与组织CTWC之间的关系。
问答
您是何时以及如何开始开发基于THZ的成像工具来测量角膜水合？
到目前为止，您认为您最有前途的发现是什么？
您认为谁可以从您的研究中开发的工具的未来应用中受益，为什么？
您认为您的工具可能需要多长时间进入医疗保健设置，然后才能完成什么？
你对未来的研究和调查有什么计划?