8.4.2. Közeli-IR time-of-flight tomográfia

A NIR time-of-flight (repülési idő) tomográfia alkalmas intenzív szórással rendelkező szövetek (pl. agy) optikai tulajdonságainak mélységi, három dimenziós feltérképezésére. A méréshez közeli infravörös fényt használnak, mely mélyen behatol a szövetekbe. A vizsgálandó szövet valamely pontját egy ultrarövid lézerimpulzussal (ps vagy fs) világítják meg és a felszínen többfelé elhelyezett detektorokkal mérik a szórt fény intenzitását. Ahogy a módszer elnevezése is utal rá, nemcsak a detektorba jutó fotonok számát mérik, hanem a lézerimpulzus és a detektorba érkezés között eltelt „repülési” időt. Erre a célra nagy (MHz) ismétlési frekvenciával működő lézerekre és ún. egy-foton számlálókra van szükség. Emellett az intenzitásnak elég alacsonynak kell lennie ahhoz, hogy egy lézerimpulzust követően egy-egy detektorba maximum 1 foton jusson, máskülönben hamis eredményeket kapnak. Nagyszámú (több millió) mérés eredményei alapján egy komplex, a szövet lokális abszorpciós és szórási tulajdonságait meghatározandó paraméterként kezelő szimulációs statisztikai modell segítségével állítható elő a 3D tomográfiás kép. Nagyobb térfogat részletesebb monitorozásához több bemeneti pontot alkalmaznak, ilyenkor egy optikai multiplexelő impulzusról impulzusra szabályozza, hogy éppen melyik ponton világítsák meg a szövetet. A kép felbontása függ a bemeneti és mérési pontok számától, elhelyezkedésétől, a mintavételezések számától és az alkalmazott modell pontosságától, komplexitásától. Különböző hullámhosszú lézerek felhasználásával külön oxihemoglobin és dezoxihemoglobin koncentrációk is meghatározhatók, hasonlóan, mint a diffúz szórási spektroszkópia módszernél. Emiatt az eljárás alacsony térbeli feloldóképességű változatát time-of-flight diffúz spektroszkópiának is hívják.