Предложен новый неинвазивный метод определения содержания влаги в кожном покрове — Naked Science
7 минут
Сколтех

Предложен новый неинвазивный метод определения содержания влаги в кожном покрове

4.2

Исследователи Сколтеха и Медицинского отделения Техасского университета (США) показали, как при помощи оптоакустического метода можно отслеживать содержание воды в коже. Предложенный способ имеет широкие перспективы применения в медицине, в частности, в травматологии, дерматологии и косметологии.

Предложен новый неинвазивный метод определения содержания влаги в кожном покрове / ©Getty images

Результаты исследования опубликованы в Journal of Biophotonics. Избыток или, наоборот, нехватка воды в кожном покрове человека может быть признаком различных патологий, например, отека, вызванного скоплением жидкости, или обезвоживания, которое также может вызывать проблемы, в том числе косметического характера.

Сегодня для мониторинга содержания воды в коже используются электрические, механические и спектроскопические методы, однако точных неинвазивных методов, которые удовлетворяли бы клиническим требованиям по разрешающей способности и глубине зондирования, до сих пор не существует.

Аспирант Центра Сколтеха по фотонике и квантовым материалам (CPQM) Сергей Перков и его коллеги решили проверить, может ли оптоакустический метод применяться в клинической практике. В процессе оптоакустического мониторинга ткань подвергают воздействию импульсного светового излучения.

При поглощении излучения происходит термоупругое расширение ткани, которое служит источником ультразвукового сигнала. Предыдущие исследования показали, что метод оптоакустической спектроскопии позволяет определять содержание гемоглобина, меланина и воды в тканях. В своей работе ученые решили выяснить, можно ли этот метод использовать на моделях (фантомах) тканей и на коже добровольца in vivo.

«Метод оптоакустической спектроскопии безопасен для клинического использования, поскольку количество поглощаемой биологической тканью энергии, необходимой для детекции акустического сигнала, относительно невелико. Преимущество оптоакустической спектроскопии в сравнении с другими оптическими методами заключается в том, что лазерное излучение необходимо доставить до поглощающего его участка ткани (области интереса), который в дальнейшем является источником ультразвукового сигнала (в мегагерцовой области), ослабление которого биологических тканях не столь значительно, по сравнению со светом.

При использовании чисто оптических методов лазерное излучение (рассеянное или отраженное) несущее полезную информацию об объекте должно пройти обратный путь от области интереса до оптического детектора, что сопровождается существенными потерями», − поясняет соавтор статьи, профессор Сколтеха Дмитрий Горин.

Исследователи приготовили двухслойные модели (фантомы) ткани кожи из желатина и молока, а в некоторых из них, изменив содержание воды, имитировали отек под эпидермисом. Они также протестировали оптоакустический метод на запястьях здорового добровольца без признаков отека. Полученные данные хорошо согласуются с ранее опубликованной информацией о содержании воды в коже, полученной другими методами. Исследователям также удалось определить оптимальные длины волн для оптоакустического мониторинга содержания воды в коже.

На следующем этапе исследователи планируют провести аналогичные эксперименты in vivo на реальных отеках, а также использовать несколько длин волн лазера для генерации сигнала, чтобы попытаться получить количественную оценку воды в различных слоях кожи. Дальнейшие исследования будут проводиться в сотрудничестве с профессором Медицинского отделения Техасского университета (UTMB Galveston) Ринатом Есеналиевым. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколтех
159 статей
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Сегодня, 08:15
9 минут
Мария Азарова

Существует распространенное мнение, что женщины, скрывая овуляцию, получили возможность удерживать мужчин рядом с собой. Однако авторы нового исследования заявляют о преимуществах, которые женщины, напротив, таким образом могли возыметь во взаимоотношениях с представительницами своего же пола.

Сегодня, 08:50
5 минут
Василий Парфенов

Строительная компания Илона Маска The Boring Company завершила создание транспортной петли под Конференц-центром Лас-Вегаса. Как только введенные для ограничения распространения Covid-19 меры будут ослаблены, ее торжественно откроют. И, по словам эксцентричного миллиардера, мероприятие пройдет в стилистике постапокалиптической серии игр Fallout.

8 часов назад
4 минуты
Мария Кривоченко

Ученые выяснили, что, независимо от врожденных способностей к восприятию звука, мозг музыкантов имеет более сильные структурные и функциональные связи, чем тех, кто не играет на музыкальных инструментах.

Позавчера, 19:05
4 минуты
Мария Азарова

Пациент — уроженец Исландии Феликс Гретарссон, лишившийся верхних конечностей более 23 лет назад из-за несчастного случая на работе — уже идет на поправку.

22 января
52 минуты
Александр Березин

Решение Совета по космосу РАН повременить с созданием сверхтяжелой ракеты для полетов на Луну звучит странно. Куда откладывать лунную ракету, когда в США средство полета туда отправится в космос уже в 2022 году? Если присмотреться к ситуации внимательно, все еще хуже. Starship — не просто ракета для полетов к Луне и Марсу, а технологическое решение, которое навсегда перевернет военно-политический баланс на Земле. Попробуем разобраться, откуда у «Роскосмоса» такое нежелание посылать людей в дальний космос и как прорывной проект Илона Маска может оказаться дорогой к настоящей Звезде Смерти.

Сегодня, 08:15
9 минут
Мария Азарова

Существует распространенное мнение, что женщины, скрывая овуляцию, получили возможность удерживать мужчин рядом с собой. Однако авторы нового исследования заявляют о преимуществах, которые женщины, напротив, таким образом могли возыметь во взаимоотношениях с представительницами своего же пола.

4 января
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России приступили к летным испытаниям нового Ту-214. По имеющимся данным, речь идет о третьем и заключительном экземпляре Ту-214ПУ, изготовленном по контракту от 2017 года.

6 января
42 минуты
Александр Березин

Попытки нашей страны создать замену сверхмассовому биплану советской эпохи терпят неудачи вот уже тридцать лет. Причина проста: кризис легкомоторной авиации в целом. Когда-то самая передовая часть авиастроения сегодня застряла на решениях большой древности — и без резкого изменения всей концепции "летающего такси" так и не увидит заметных результатов.

4 января
7 минут
Василий Парфенов

Наступление Мирового океана на сушу, как правило, связывают с глобальным потеплением. Однако испанские геологи описали еще одну проблему, которая только усугубляет ситуацию. Они подсчитали, что из-за проседания почв территория, на которой проживает 19% населения Земли, окажется ниже уровня моря уже к 2040 году.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: