太赫兹至红外转换器在人类皮肤癌成像中的挑战与可行性
摘要：用于医学成像的太赫兹（THz）技术是一种有前景的非侵入性技术，可监测皮肤的状态，早期检测皮肤癌变，并加速烧伤和伤口的恢复。它可以直接透过临床敷料和修复药膏来可视化愈合过程，减少更换敷料的频率。与磁共振技术相比，THz成像技术具有成本效益。我们的目标是开发一种能够提供比商业化THz成像摄像机更好图像分辨率的方法。该方法使用THz至红外（THz-to-IR）转换器将人类皮肤癌变的特定对比度模式转换为可由标准红外成像摄像机检测到的红外模式。所提出的THz-to-IR转换器的核心是在要可视化的THz范围和红外摄像机的工作范围内都透明的平面矩阵；这些矩阵中嵌入了金属纳米颗粒，当受到THz射线照射时，将THz光子的能量转换成热能，并成为红外摄像机可检测到的纳米光源。研究讨论了创建最简单的转换器以及具有更广泛功能的更复杂转换器的方法。第一个转换器是含有8.5nm直径金纳米颗粒的明胶矩阵，第二个转换器是由铜-镍MONEL（c）合金404制成的2nm直径聚苯乙烯矩阵。结果显示，THz-to-IR转换器配备红外摄像机的方法很有前景，因为它可以提供比商业化THz成像摄像机更好的肿瘤病理图像。
作者：Kamil Moldosanov, Alexander Bykov, Nurlanbek Kairyev, Mikhail Khodzitsky, Grigory Kropotov, Valery Lelevkin, Igor Meglinski, Andrei Postnikov, and Alexey Shakhmin
论文ID：2303.10518
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-03-21