Фантом мягких тканей человека для терагерцовой визуализации и спектроскопии

За последние десятилетия терагерцовое (ТГц) излучение нашло множество биомедицинских приложений, таких как безмаркерная диагностика злокачественных новообразований, мониторинг заживления ран, исследование патологий мозга, мониторинг жизнеспособности трансплантата и др. В большинстве этих приложений предполагается, что мягкие ткани оптически однородны в ТГц диапазоне длин волн, а маркером патологического процесса выступают различия в значениях комплексной диэлектрической проницаемости, полученной в рамках формализма теории эффективной среды. Между тем недавние достижения в области ТГц визуализации с субволновым пространственным разрешением позволили обнаружить пространственные неоднородности распределения комплексной диэлектрической проницаемости с размерами, сравнимыми с длиной волны ТГц диапазона в нервной, фиброзной, мышечной и других видах тканей. Наличие подобных контрастирующих включений может приводить к эффектам рассеяния ТГц волн на их границах. Это ставит задачу изучения явлений поглощения и рассеяния ТГц волн в мягких тканях. Для ее решения необходимо использование фантома с заранее известными параметрами. На данный момент для ТГц диапазона фантомы с рассеивающими свойствами отсутствуют. В интересах поставленной задачи в настоящей работе был предложен фантом, имитирующий ткань, который имеет форму желатиновой пластинки и представляет собой высокопоглощающую гидратную матрицу, в которую внедрены микросферы диоксида кремния (SiO$_2$) с более низким показателем преломления и коэффициентом поглощения, а также субволновыми или мезомасштабными диаметрами. ТГц изображения данного фантома схожи с изображениями ряда мягких тканей, что позволяет применять его в исследованиях новых методов ТГц визуализации и спектроскопии.