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近年来,快速非入侵式的光学诊断技术检测生物组织光学特性的方法,被越来越多地应用于生物医学检测领域。光学相干层析成像(Optical CoherenceTomography,简称OCT)是近十多年来发展起来的一种新型生物医学成像技术,它的核心部件是迈克尔逊干涉仪,通过探测生物组织不同深度层面的背向散射光与参考臂反射光之间的相干信号来对生物组织不同深度的光强度进行实时扫描,从而获取代表生物组织光学特征的二维或三维结构图像。由于生物组织往往具有高散射特性,光学相干层析成像的成像深度受到了极大的限制。然而,生物组织光透明技术的出现给光子医学诊断与治疗的临床应用带来了新契机。不同种类光透明剂(opticalclearing agent,OCA)的施用可以改变组织光学特性,增加光学相干层析成像技术的成像深度。该技术被广泛地应用于皮肤组织诊断、眼科检查、血凝程度检测、消化道癌变组织鉴别以及非入侵血糖监测等多个生物医学检测领域。基于此,想方设法提高光学相干层析成像的检测准确性和检测速率就可以促进该项技术在生物和医学检测中的应用。
本文正是围绕这个出发点和以上理论基础展开了两项研究。其一是光透明剂光学在相干层析成像非入侵血糖监测技术有的作用研究。我们通过口服葡萄糖耐量实验来引起人体血糖的变化,使用不同种类和浓度的光透明剂作用于人的在体皮肤组织,利用频域OCT对皮肤组织成像的同时利用血糖仪进行血糖值(blood glucoseconcentration,BGC)测定。用OCT信号斜率法(OCT signal slope,OCTSS)处理所得OCT图像,然后采用相关系数法(OCT correlation coefficient)把同一个实验OCTSS和BGC两组数据进行相关性分析。通过分析我们得到以下结论:相对低浓度的光透明剂可以提高光学相干层析成像非入侵血糖监测的准确性。
第二项研究主要是为了探究弱激光照射是否可以促进光透明剂经人的在体皮肤渗透。实验中所用到辐照光源有两种,分别是连续波激光和飞秒脉冲激光,光透明剂为甘油,共设置了六个实验组。所用到的实验光学相干层析成像仪器和OCTSS方法与前一项研究相同,在OCTSS方法的基础上结合渗透系数法(permeabilitycoefficient)对各组实验结果进行对比分析。实验结果表明,若在其经人在体皮肤渗透的过程之前对皮肤进行激光照射,光透明剂渗透速率可以大大提高。
综上所述,本论文阐述了两项旨在通过人为改造在体皮肤组织表面来促进光学相干层析成像的应用的研究,并且都取得了有利的实验结果。为光学相干层析成像技术的推广应用开辟了新的途径,也为其它光学仪器在光子医学诊断与临床治疗中提供了实验参考。