Quantifying tissue optical properties with Single Fiber Reflectance spectroscopy: Modeling the short journey of photons

In de biomedische optica onderzoeken we de interactie van licht met weefsel voor het ontwikkelen van diagnostische en therapeutische technieken. Als licht zich door weefsel verplaatst treden er in grote lijnen twee verschillende processen op: licht wordt verstrooid of geabsorbeerd. De fractie van het uitgezonden licht dat verstrooid en geabsorbeerd wordt hangt af van de samenstelling van het weefsel. In dit proefschrift hebben we onderzoek gedaan naar ‘Single Fiber Reflectance” (SFR) spectroscopie. Bij deze techniek wordt licht door een kleine optische fiber (diameter 0.1-1 mm) op het weefsel geschenen en wordt het gereflecteerde licht door dezelfde fiber opgevangen en getransporteerd naar een detector. De hoeveelheid gereflecteerd licht per golflengte hangt af van de samenstelling van het weefsel en zou daarom gebruikt kunnen worden voor diagnostische toepassingen. Een groot voordeel van SFR spectroscopie is dat het signaal afkomstig is van een dun laagje van het weefsel en je dus beter in staat zal zijn om oppervlakkige veranderingen in het weefsel te detecteren. Voor bijvoorbeeld het ontstaan van kanker in het epitheel van de slokdarm wil je een techniek gebruiken die zo diep kijkt als het epitheel dik is – een paar honderd micrometer (0.3-0.6 mm). Een ander voordeel van SFR spectroscopie is dat metingen door een endoscoop of biopsienaald uitgevoerd kunnen worden. In dit proefschrift hebben we een nieuw model ontwikkeld om de gemeten reflectie met SFR spectroscopie te relateren aan de optische eigenschappen van het weefsel en hebben we bestudeerd of SFR spectroscopie gebruikt kan worden voor de opsporing van slokdarmkanker.