Thứ sáu, 25/05/2018 00:49
Số 5 năm 201822 - 26Download

Phương pháp đo các đặc tính quang học của mẫu y sinh học bằng hệ thống phân cực ánh sáng trong chẩn đoán và theo dõi bệnh tiểu đường

Bùi Thị Ngọc Phượng1, Nguyễn Lê Trang Anh1, Nguyễn Minh Kim2, Trịnh Thị Diệu Thường3, Phạm Thị Thu Hiền1*

*Tác giả liên hệ: Email: ptthien@hcmiu.edu.vn

1Bộ môn Kỹ thuật y sinh, Trường Đại học quốc tế, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

2Khoa nội 3, Bệnh viện Ung bướu, Sở Y tế TP Hồ Chí Minh

3Khoa Y học cổ truyền, Trường Đại học y dược TP Hồ Chí Minh 

Ngày nhận bài: 05/03/2018; ngày chuyển phản biện: 13/03/2018; ngày nhận phản biện: 16/04/2018; ngày chấp nhận đăng: 19/04/2018

Tóm tắt:

Gần đây, ngày càng có nhiều sự quan tâm trong việc nghiên cứu đo các thông số quang học trên các mẫu y sinh học vì tiềm năng to lớn trong ứng dụng thực tiễn không xâm lấn. Trong nghiên cứu này, kỹ thuật phân tích dựa trên phương pháp đo phân cực Stokes và phương pháp phân tách ma trận Mueller được sử dụng cho việc đo các tính chất quang học ánh sáng [lưỡng chiết thẳng (LB), lưỡng sắc thẳng (LD), lưỡng chiết tròn (CB), lưỡng sắc tròn (CD), khử cực thẳng (L-Dep), và khử cực tròn (C-Dep)] của huyết tương người. Một hệ thống phân cực quang học được thiết lập nhằm đo đạc và phân tích các thông số quang học của mẫu huyết tương ở người có pha D-glucose với dãy nồng độ 0 ~ 1 M. Kết quả đo cho thấy, tính chất CB tăng tuyến tính với nồng độ D-glucose trong huyết tương. Trong khi đó, chỉ số khử cực giảm nhẹ khi nồng độ D-glucose tăng lên. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, có sự tương quan giữa biến thiên của CB với nồng độ D-glucose trong các mẫu huyết tương của người và trong các mẫu mô giả (phantom) chứa dung dịch huyền phù (polystyrene microsphere 1,4 µm). Phương pháp đo quang học được đề xuất có lợi thế không chỉ trong việc trích xuất các thông số quang học của mẫu đo mà còn trong việc duy trì độ chính xác bằng phương pháp tính toán độc lập (decouple) thông số quang học của mẫu, từ đó làm giảm sai số ảnh hưởng lên kết quả đo. Vì thế, phương pháp này có những ứng dụng đầy hứa hẹn trong chẩn đoán và theo dõi bệnh tiểu đường không xâm lấn.

Từ khóa:

Ma trận Mueller, mẫu huyết tương, mẫu mô sinh học, phân cực Stokes, tính chất quang học. 

Chỉ số phân loại:
3.5

Method for measuring the optical properties of bio-materials utilizing the polarized light system for diagnosis and monitoring of diabetes

Thi Ngoc Phuong Bui1, Le Trang Anh Nguyen1, Minh Kim Nguyen2, Thi Dieu Thuong Trinh3, Thi Thu Hien Pham1* 

1Biomedical Engineering Department, International University, Vietnam National University HCMC

2Internal Medicine 3, Oncology Hospital, HCMC Department of Health

3Faculty of Traditional Medicine, Ho Chi Minh City University of Medicine and Pharmacy 

Received: 5 March 2018; accepted: 19 April 2018

Abstract:

Recently, the study of optical parameters on biological samples has attracted more and more attention from researchers because of the great potential in noninvasive practical applications. In this study, an analytical technique based on the Stokes polarization and the Mueller matrix decomposition method was used to extract the optical properties of human plasma samples (i.e. linear birefringence (LB), linear dichroism (LD), circular birefringence (CB), circular dichroism (CD), linear depolarization (LDep), and circular depolarization (CDep)). The optical experimental system was set up to measure and analyze the optical parameters of human blood plasma samples containing dissolved D-glucose with concentrations ranging from 0~1 M. The results showed that there was a good agreement between CB property and D-glucose concentration in human blood plasma samples and in phantom tissue samples containing a 1.4 μm polystyrene microsphere. For the human blood plasma, CB property increased linearly with the concentration of D-glucose whereas the depolarization index decreased slightly as the concentration of D-glucose increased. The proposed optical method has the advantages of not only extracting the optical parameters of the biological samples but also maintaining the accuracy by decoupling method for the optical parameters of the samples, thereby reducing the effect on measurement results. Therefore, this approach has promising applications in non-invasive diabetic diagnosis and monitoring by the optical method. 

Keywords:

Biological sample, human blood plasma, Muller matrix, optical properties, Stokes polarization. 

Classification number:
3.5
Lượt dowload: 417 Lượt xem: 1080

Đánh giá

X
(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)