基于NIR光谱与Mie理论的实验研究：小鼠脑组织热消融

本文主要探讨了基于近红外光谱(Near-Infrared Spectroscopy, NIRS)技术与Mie理论在大鼠脑组织放射性消融研究中的应用基础。近红外光谱作为一种无创的生物成像技术，被用来实时监测手术过程中进行的放射频射热疗(radiofrequency ablation, RFA)过程。研究者关注的是通过监测大鼠在手术期间的μ's（即衰减校正散射系数）的变化，来揭示其与热疗引起的组织凝固程度之间的关系。μ's的变化反映了组织对光的吸收和散射特性，从而提供了关于热损伤程度的间接指标。 Mie理论在此研究中起到了关键作用，它是一种描述光与微观粒子相互作用的光学理论，特别是在分析生物组织的微结构变化方面。通过对光在组织内的传播行为的理论模拟，研究者能够理解热疗法如何影响组织的光学参数，比如光的吸收和散射特性。这有助于揭示热量如何深入组织内部，以及如何改变细胞、分子和细胞间的相互作用，从而导致组织结构的重塑和可能的凝固过程。 通过将NIRS的实时监测数据与Mie理论的计算结果相结合，研究人员得以深化对RFA治疗生物学效应的理解，包括温度分布、热损伤阈值以及可能的治疗效果与副作用之间的联系。这种结合使得研究者能够在不破坏活体组织的情况下，精确评估和优化治疗策略，对于改进神经外科手术和癌症治疗等领域具有重要的科学价值。 这篇论文提供了一种创新的方法论，将近红外光谱技术和Mie理论融合在一起来研究生物组织的热疗响应，这对于提高放射性消融治疗的安全性和有效性具有深远的科学意义。