论文部分内容阅读
近年来,快速、非入侵的光学光谱技术,被广泛用于生物医学光子领域检测生物组织的光学特性。生物组织的特殊性是其是散射和选择吸收的介质,通过测量组织的反射光谱,可以得到组织的光学特性参数,这些参数对生物医学临床的诊断有着重要的意义。对于大量的生物组织,从组织光学的角度分析来看,生物组织属于浑浊介质,生物组织这种结构组份导致了其具有的高散射和低吸收等特点,这种高散射特性限制光在组织的穿透深度和成像的对比度,使得很多光学诊断技术只能用于浅表组织。生物组织光透明技术通过对生物组织施加光透明剂来增加光在组织中的穿透深度和改变组织的光学特性,为光子医学诊断与治疗的临床应用带来了新契机,其中针对体表皮肤的光透明研究更成为热点。光学相干层析成像(opfical Coherence Tomography,简称OCT)是近十年来发展起来的一种新的生物医学成像技术,它利用弱相干光干涉仪的基本原理,检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向散射信号,通过实时扫描,得到生物组织的二维或三维结构图像。它被广泛的应用于生物组织如:皮肤、眼科、心血管、癌症、胃肠道以及口腔等方面研究。
本文的工作正是围绕以上理论基础,采用光谱技术结合无损伤、高分辨功能成像OCT技术,首先对三种不同类型的透明剂直接作用于真皮前后,在不同的时间段和特定的波长处的反射光谱的变化和OCT功能成像进行了追踪观测。结果发现三种不同类型透明处理后的皮肤组织的平均反射光强度都呈现出明显的减弱,但是随着各自作用于皮肤组织时间的增长,所导致的相对反射率减少量逐渐增大。三种不同类型的透明剂都能够显著增强光在皮肤组织中的穿透能力。为了更进一步研究OCT和光透明技术在癌变的生物组织方面的应用,分析了经葡萄糖处理前正常和癌变的食道组织光透明性特性的变化。发现,经40％葡萄糖处理后的正常和食道癌食道组织的二维OCT图像中,OCT图像的成像深度和对比度都得到了一定程度的改善。40％葡萄糖在正常食道组织中渗透系数为(1.74±0.04)×10-5cm/s。但是对于癌变组织,40％葡萄糖在癌变组织中渗透系数为(2.45±0.06)×10-5cm/s。这证明了OCT技术不仅能够功能成像和定量高渗透剂在正常和癌变食道组织中的能力。同时也表明了,在施加光透明剂后两种不同的食道组织的光透明特性都得到了明显的改善,并能够区分正常和癌变的食道组织。
综上所述,结合光学光谱技术和OCT技术对改善生物组织光透明效果进行研究和探索,定量光学透明剂在生物组织中的渗透系数,以及深度分辨方法监控透明剂在生物组织不同深度层处光穿透深度变化和高渗透剂的扩散速率,对采用光透明技术研究生物组织的光学特性是很重要的。这种手段同样适用于对其他生物组织进行定量分析和监控光透明剂的渗透和透明特性的研究,因而具有重要的科学意义与应用前景。