太赫茲波所具有的無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。生物組織中的水會對太赫茲波產(chǎn)生強(qiáng)吸收,使得成像對比度受限。目前,為了減少組織中的水對成像的影響,針對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比度的納米粒子造影劑,最后對太赫茲醫(yī)學(xué)成像的發(fā)展進(jìn)行了展望。 

【文章來源】：光電工程. 2020,47(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【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，太赫茲檢測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比度的來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]太赫茲對術(shù)中惡性腦腫瘤的診斷同樣取得了顯著的進(jìn)展。韓國首爾延世大學(xué)的Oh等[29]通過分辨率為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，該課題組通過該系統(tǒng)對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腦組織腫瘤的邊緣的識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：3621393