2.4 Lichtstreuung und Bildgebungstiefe

Streuung tritt auf, wenn Photonen ihre Richtung aufgrund der Wechselwirkung mit Gewebemikrostrukturen wie Zellmembranen oder Organellen ändern. Der Streukoeffizient hängt von der Wellenlänge und der Heterogenität des Gewebes ab. Kürzere Wellenlängen (z. B. blaues Licht) streuen stärker, was die Bildgebungstiefe verringert, aber die Auflösung nahe der Oberfläche verbessert. Im Gegensatz dazu streuen längere Wellenlängen (z. B. NIR) weniger und dringen tiefer ein, allerdings mit reduzierter räumlicher Auflösung.

Dieser Zielkonflikt ist eine grundlegende Herausforderung im Design optischer Diagnostikverfahren. Technologien wie zeitaufgelöste Spektroskopie, Frequenzbereichsbildgebung und Multiphotonenmikroskopie nutzen das Streuverhalten, um nützliche diagnostische Signale aus Geweben in unterschiedlichen Tiefen zu extrahieren (Barsom et al., 2016).