太赫兹辐射:用于伤口愈合的间谍活动

伤口在敷料下是否愈合良好，从外面是看不见的。Empa的研究人员现在可以通过绷带观看à詹姆斯·邦德。太赫兹辐射的精细应用可以促进医用多层组织的分析，并可用于伤口治疗或血管斑块的诊断。

一天晚上，在赌场里，身穿燕尾服的特工从口袋里掏出了一个最新的小玩意:蓝色眼镜。在《世界还不够》中，詹姆斯·邦德透过望远镜，一眼就能看穿赌场恶棍的衣服，看到他们夹克下的武器。

然而，对“x射线视角”感兴趣的不仅仅是虚构人物，比如富有创造力的邦德军需官Q。在现实生活中，这种透视功能已经被使用，例如在机场安检中使用所谓的身体扫描仪。Empa的研究人员正在开发一种新的方法，可以在不移除敷料的情况下近距离观察伤口，这样，隐藏物体的无障碍视图也可以用于生物医学。

这并不涉及使用电离电磁辐射，就像使用MDs进行x射线检查一样，而是使用波长为0.1至1毫米的太赫兹辐射。因此，这种电波的范围介于温暖的红外线和无线电波之间，并且是无害的。

透明的纺织品

由Peter Zolliker和Erwin Hack领导的团队来自Dübendorf网站的“纳米尺度界面传输实验室”，他们现在已经完成了一个由瑞士国家科学基金会(SNF*)资助的项目，在这个项目中，太赫兹辐射不仅是用来探测隐藏的物体，还可以确定隐藏的目标物体与可见表面之间的相互作用。太赫兹技术的进一步发展，在未来可以用于，例如，温和地观察包裹在敷料中的伤口。

这项新技术有几个优点:一方面，患者不会暴露在感染的风险中，脆弱的愈合组织不会因频繁移除敷料而受损。另一方面，监测烧伤或慢性皮肤损伤等复杂伤口是必要的，有助于个性化医疗。太赫兹射线允许非接触的检测，因为纺织品、塑料、纸张和木材等大量材料都是完全透明的。“到目前为止，太赫兹系统的图像分辨率相当低，”Empa研究员洛伦佐·瓦尔扎尼亚解释说。此外，纺织品对皮肤的影响不能直接观察。

锐化到纳米级

当然，如果要确定纺织品和皮肤的相互作用，覆盖材料的性质也必须在皮肤表面的图像重建中考虑。因此，瓦尔扎尼亚开发了一种新的相位确定技术，通过透射几何的方法可以检测所需要的物体和覆盖织物。除此之外，还需要一个连续波气体激光器作为太赫兹辐射的源，并需要一个表面探测器来记录由此产生的衍射图案。在一种特殊的相位确定算法的帮助下，可以创建一个相干的，两个结构的三维重建，因为该算法允许分离两个物体的射线照相功能。这个过程类似于办公室打印机的收集和分离纸张，当几个打印工作混合在一起，最后进入输出托盘。

虽然机场的人体扫描仪的分辨率在毫米范围内，Empa团队在实验中成功地将其优化到0.2毫米。很快就会出现更高的纳米分辨率。今后，血液、皮肤和纺织品应该很容易区分。其他生物医学应用包括不使用造影剂的癌症诊断和对有可疑斑块的血管进行非侵入性分析。