太赫茲波所具有的無(wú)損性以及大量生物分子在太赫茲頻段的指紋特性,使其在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。本文首先簡(jiǎn)要概述了太赫茲的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)手段,其次分別介紹了太赫茲在離體、活體組織中成像的研究現(xiàn)狀。生物組織中的水會(huì)對(duì)太赫茲波產(chǎn)生強(qiáng)吸收,使得成像對(duì)比度受限。目前,為了減少組織中的水對(duì)成像的影響,針對(duì)離體組織的太赫茲成像大多需要進(jìn)行切片、脫水等預(yù)處理,活體中的成像則主要應(yīng)用在淺表組織。文章重點(diǎn)介紹了活體成像中有望提高太赫茲成像對(duì)比度的納米粒子造影劑,最后對(duì)太赫茲醫(yī)學(xué)成像的發(fā)展進(jìn)行了展望。 

【文章來(lái)源】：光電工程. 2020,47(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

太赫茲成像系統(tǒng)示意圖。(a)太赫茲反射成像系統(tǒng)[4];(b)連續(xù)波太赫茲成像系統(tǒng)[15];(c)太赫茲數(shù)字全息成像系統(tǒng)[16]

通過(guò)太赫茲脈沖成像系統(tǒng)在0.15 THz～2.0 THz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行成像，太赫茲?rùn)z測(cè)腫瘤邊緣的可行性也在新鮮切離的乳房組織中得到了檢驗(yàn)[27-28]，研究結(jié)果表明，太赫茲脈沖成像可以應(yīng)用于乳腺腫瘤的術(shù)前和術(shù)中定位，能夠最大限度地保護(hù)正常組織不被切除。圖6顯示了新鮮切除乳腺腫瘤體外太赫茲脈沖成像結(jié)果。同樣，太赫茲圖像中觀察到的對(duì)比度的來(lái)源主要與異常組織中水分含量的增加有關(guān)。波爾多大學(xué)的Quentin等人[22]還在0.3 THz～0.6 THz頻段用分辨率為1 mm的太赫茲反射成像系統(tǒng)對(duì)新鮮的乳腺腫瘤進(jìn)行了成像實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明這個(gè)頻段的太赫茲波也能夠較好地區(qū)分組織，為在這個(gè)波段的太赫茲近場(chǎng)成像打下基礎(chǔ)。圖5 (a)新鮮切除的腫瘤組織；(b)相應(yīng)的太赫茲圖像[26]

圖4 浸潤(rùn)導(dǎo)管癌的(a)病理圖像；(b)太赫茲時(shí)域圖像；(c) 1.5 THz頻域圖像；(d) 2.0 THz頻域圖像[4]太赫茲對(duì)術(shù)中惡性腦腫瘤的診斷同樣取得了顯著的進(jìn)展。韓國(guó)首爾延世大學(xué)的Oh等[29]通過(guò)分辨率為250μm的太赫茲反射成像系統(tǒng)在0.3 THz～1.3 THz頻段對(duì)新鮮的大鼠全腦組織(正常大腦與腦膠質(zhì)瘤)進(jìn)行成像，并與MRI結(jié)果進(jìn)行比較(圖7)，發(fā)現(xiàn)二者吻合度較好，腫瘤區(qū)域的反射強(qiáng)度均大于正常組織。其次，研究還發(fā)現(xiàn)太赫茲成像還對(duì)大腦的灰質(zhì)區(qū)與白質(zhì)區(qū)有較好的區(qū)分，能夠用于研究大腦的定性結(jié)構(gòu)。2016年，該課題組通過(guò)該系統(tǒng)對(duì)新鮮小鼠和人體的腦膠質(zhì)瘤組織樣本，以及活體小鼠進(jìn)行了成像[30]，證明太赫茲反射成像對(duì)腦組織腫瘤的邊緣的識(shí)別和描繪具有較高的靈敏度，從而能夠在手術(shù)中劃定腫瘤邊界，進(jìn)行全切除手術(shù)。


本文編號(hào)：3621393