太赫兹成像“透视”小鼠耳蜗
发布时间: 2025-04-01 07:02:14
研究人员开发了一种新型太赫兹成像方法，能够以微米级空间分辨率可视化小鼠耳蜗的内部细节。图为切除的小鼠耳蜗。图片来源：早稻田大学
科技日报讯（记者张佳欣）近日发表在《光学》杂志上的一篇论文称，日本早稻田大学、神户大学和大阪大学的研究团队，首次利用太赫兹成像技术以微米级分辨率清晰呈现小鼠耳蜗内部三维结构。这项“透视”耳蜗的新技术为听力损失等耳部疾病的无创诊断开辟了全新路径。
耳蜗作为内耳中负责将声波转化为神经信号的核心器官，其精细结构损伤是听力障碍的主要成因。然而，传统成像技术因分辨率不足或穿透力有限，难以精准捕捉耳蜗的复杂细节。太赫兹波因介于微波与中红外之间的独特频谱位置，兼具低能量组织安全性、强穿透性及对生物分子敏感的特性。
研究人员此次采用非线性光学晶体，在晶体内部一个非常小的区域产生直径仅20微米的太赫兹点光源，彻底摒弃了传统聚焦透镜方法。研究中的一项关键创新是使用非线性光学晶体从1560纳米近红外光产生太赫兹波，从而实现对耳蜗的精细扫描。
研究人员使用太赫兹成像装置对两个不同的小鼠耳蜗样本（一个内部为空，另一个填充有反射太赫兹波的金属材料）进行对比实验，观察到了两个样本之间的显著差异，证实太赫兹波有效穿透了小鼠耳蜗内部。
随后，研究人员从二维太赫兹时域图像中轻松观察和提取了耳蜗内部结构信息，重建出三维点云与表面网格模型，加深了对其内部结构的理解。
借助该技术，研究人员可开发出小型化设备，如太赫兹内窥镜和耳镜，从而实现耳蜗诊断、皮肤病学和早期癌症检测中的无创体内成像。
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