Teknologi Pencitraan Sinar-T mengungkap apa yang ada di balik kulit Anda

Demonstrasi tentang bagaimana peralatan sinar-T dapat digunakan untuk memindai kulit seseorang. Kredit: Universitas Warwick

  • Radiasi terahertz, atau sinar-T, dapat mengungkapkan informasi berharga tentang struktur dan kekeringan kulit kita, studi baru oleh Universitas Warwick dan menunjukkan Universitas Cina Hong Kong
  • Ini bisa menjadi alat yang berguna untuk mengkarakterisasi kulit untuk kondisi seperti itu eksim dan psoriasis
  • Ini berpotensi membantu dalam operasi kanker kulit
  • Metode baru memungkinkan ilmuwan menemukan lebih banyak informasi tentang karakteristik kulit kita

Metode baru untuk menganalisis struktur kulit dengan jenis radiasi yang dikenal sebagai sinar-T dapat membantu meningkatkan diagnosis dan pengobatan kondisi kulit seperti eksim, psoriasis, dan kanker kulit.

Ilmuwan dari University of Warwick dan Chinese University of Hong Kong (CUHK) telah menunjukkan bahwa dengan menggunakan metode yang melibatkan analisis sinar-T yang ditembakkan dari berbagai sudut, mereka dapat membangun gambaran yang lebih rinci tentang struktur sebuah area kulit dan seberapa banyak terhidrasi yang memungkinkan metode saat ini.

Metodenya dilaporkan di Penelitian Photonics Lanjutan dan dapat memberikan alat baru bagi para ilmuwan dan dokter untuk mengkarakterisasi sifat-sifat kulit pada individu, untuk membantu mengelola dan merawat kondisi kulit.

Radiasi Terahertz (THz), atau sinar-T, terletak di antara inframerah dan WiFi pada spektrum elektromagnetik. Sinar-T dapat dilihat melalui banyak bahan umum seperti plastik, keramik, dan pakaian, menjadikannya berpotensi berguna dalam inspeksi non-invasif. Foton berenergi rendah dari sinar-T juga mengionisasi, membuatnya sangat aman dalam lingkungan biologis termasuk keamanan dan pemeriksaan medis.

Hanya sinar-T yang melewati lapisan luar kulit (stratum korneum dan epidermis) sebelum dipantulkan kembali yang dapat dideteksi, sehingga sinar-T yang bergerak lebih dalam akan dilemahkan terlalu banyak. Hal ini membuat imajinasi sinar-T menjadi cara yang berpotensi efektif untuk memantau lapisan terluar ini. Untuk mengujinya, cahaya terahertz difokuskan pada kulit melalui prisma, untuk menyelaraskan berkas sinar di bidang fokus tertentu. Tergantung pada sifat kulit, cahaya itu akan dipantulkan kembali dengan sedikit berbeda. Ilmuwan kemudian dapat membandingkan sifat-sifat cahaya sebelum dan sesudah memasuki kulit.

Namun, ada batasan dalam spektroskopi refleksi THz standar, dan untuk mengatasinya, para ilmuwan di balik penelitian baru ini malah menggunakan elipsometri, yang melibatkan pemfokusan sinar-T pada lebih banyak sudut pada area kulit yang sama.

Mereka telah berhasil menunjukkan bahwa dengan menggunakan elipsometri, mereka dapat secara akurat menghitung indeks bias kulit (yang menentukan kecepatan perjalanan sinar yang melewatinya) yang diukur dalam dua arah dengan sudut siku-siku satu sama lain. Perbedaan antara indeks bias ini disebut birefringence – dan ini adalah pertama kalinya birefringence THz kulit manusia diukur. in vivo. Sifat-sifat ini dapat memberikan informasi berharga tentang seberapa banyak air di dalam kulit dan memungkinkan Anda menghitung ketebalan kulit.

Profesor Emma Pickwell-MacPherson, dari Departemen Fisika di Universitas Warwick dan Departemen Teknik Elektronik di CUHK, berkata: “Kami ingin menunjukkan bahwa kami dapat melakukan in-vivo pengukuran elipsometri pada kulit manusia dan menghitung sifat-sifat kulit secara akurat. Pada citra pantulan terahertz biasa, Anda memiliki ketebalan dan indeks bias yang digabungkan sebagai parameter. Dengan melakukan pengukuran pada lebih banyak sudut, Anda dapat memisahkan keduanya.

“Kulit yang terhidrasi akan memiliki indeks bias yang berbeda dengan kulit yang mengalami dehidrasi. Bagi penderita kelainan kulit, kami dapat menguji hidrasi kulit mereka secara kuantitatif, lebih dari teknik yang ada. Jika kami ingin meningkatkan produk perawatan kulit untuk orang-orang dengan kondisi seperti eksim atau psoriasis, kami mungkin dapat membuat penilaian kuantitatif tentang bagaimana kulit membaik dengan produk yang berbeda atau untuk membedakan jenis kulit.

“Untuk pasien kanker kulit, Anda juga dapat menggunakan pencitraan THz untuk memeriksa kulit sebelum memulai operasi, untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik tentang seberapa jauh tumor telah menyebar. Kanker kulit memengaruhi sifat-sifat dari tumor. kulit dan beberapa di antaranya tidak terlihat karena berada di bawah permukaan ”.

Dr. Xuequan Chen, penulis utama studi dan rekan postdoctoral di Departemen Teknik Elektronika di CUHK, mengatakan: “Sinar-T telah dikenal sensitif terhadap tingkat hidrasi kulit. Namun, kami mencatat bahwa struktur seluler stratum korneum juga bereaksi terhadap pantulan terahertz. Teknik kami memungkinkan properti struktur ini menjadi sensitif terhadap probe, yang memberikan informasi lengkap tentang kulit dan sangat berguna untuk diagnosis kulit. “

Untuk menguji metodenya, para peneliti secara sukarela meletakkan tangan mereka di jendela gambar perangkat T-ray mereka selama 30 menit, setelah menyesuaikan diri dengan suhu kamar dan kekeringan di laboratorium. Dengan menjaga kulit mereka menempel pada permukaan jendela pencitraan, mereka mencegah air keluar dari kulit mereka seperti keringat, proses yang disebut oklusi.

Kemudian, para peneliti melakukan empat pengukuran pada sudut kanan satu sama lain setiap dua menit selama lebih dari setengah jam, untuk memantau efek oklusi dari waktu ke waktu. Karena sinar-T sangat sensitif terhadap air, mereka mungkin melihat perbedaan yang nyata saat air terakumulasi di kulit, menunjukkan bahwa metode tersebut dapat menunjukkan seberapa efektif suatu produk dalam menjaga kulit tetap terhidrasi, misalnya.

Penelitian lebih lanjut akan melihat pada peningkatan instrumentasi proses dan bagaimana itu bisa berfungsi sebagai perangkat praktis.

Profesor Pickwell-MacPherson berkata: “Kami tidak memiliki apa pun yang benar-benar akurat dalam mengukur kulit yang dapat digunakan dokter. Dermatologi membutuhkan instrumen kuantitatif yang lebih baik untuk digunakan, dan menggunakannya dengan mudah.

“Jika ini bekerja dengan baik, Anda dapat pergi ke klinik, meletakkan lengan Anda di atas pemindai, kurva oklusi Anda akan terlacak dan produk yang sesuai untuk kulit Anda dapat direkomendasikan. Kami bisa mendapatkan obat yang lebih sesuai dan mengembangkan produk untuk berbagai respons kulit. Itu benar-benar bisa beradaptasi dengan situasi saat ini dalam pengobatan yang disesuaikan. “

Referensi: “Memanfaatkan konfigurasi elipsometri komplementer terahertz untuk menyelidiki hidrasi kulit dan struktur sel in vivo” oleh Xuequan Chen, Qiushuo Sun, Jiarui Wang, Hannah Lindley-Hatcher dan Emma Pickwell-MacPherson, 10 November 2020 , Penelitian Photonics Lanjutan.
DOI: 10.1002 / adpr.202000024

Pekerjaan ini didanai oleh Hong Kong Grants Research Council, Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), bagian dari UK Research and Innovation, dan Royal Society.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.