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1、太赫茲成像技術在腫瘤診斷方面應用太赫茲波(teraliertzwave)通常是指頻率為0.1一10.0TH的電磁波。該波段介于微波和紅外線之間，因此低頻太赫茲波也稱作亞毫米波，而高頻部分則稱作遠紅外線。太赫茲波具有微波和紅外線的優(yōu)點，實現了二者功能的互補。首先，太赫茲波信號具有良好的時間分辨率，但同時與微波相比還具有很好的空間分辨率，很多生物大分子的振動和轉動能級都位于該波段，因此太赫茲波具有在生物醫(yī)學領域應用的基礎。其次，太赫茲波具有定的穿透性，能穿透陶瓷和塑料等物質，因此能夠探測定深度的生物組織信息。最為
2、重要的是，太赫茲波的光子能量極小會像x射線樣產生電離效應，小會對生物組織和機體造成破壞。太赫茲波的這些特點使其在生物醫(yī)學領域的應用逐漸得到重視，并取得了定的進展。在眾多生物醫(yī)學領域的研究中，腫瘤的診斷治療無疑是研究的重點之。2011年《CA：臨床醫(yī)師癌癥雜志》兩次更新了全球及美國癌癥統(tǒng)計數據:癌癥患者人數明顯上升，癌癥己成為發(fā)達國家的首位死亡原囚，發(fā)展中國家的第2位死亡原囚。癌癥的早期診斷及早期治療是提高腫瘤治愈率和降低腫瘤患者死亡率的關鍵所在。盡管影像學檢查是腫瘤早期診斷的重要手段之一，但病理學檢查H.以來
3、是腫瘤診斷的金標準，該方法在定程度上受病理醫(yī)生診斷經驗的影}}向，并有定的創(chuàng)傷性，小能作為腫瘤篩查或者常規(guī)檢查項目。囚此，尋找相對安全、便捷、特異度和敏感度均佳的腫瘤診斷方法，H.是腫瘤預防、診斷和治療領域的難題。本文總結了太赫茲成像技術在腫瘤檢測領域的諸多進展，以期提供個新的視角和方向，對臨床腫瘤檢測方法進行有益的探索。1太赫茲光譜成像的原理根據太赫茲源的不同，太赫茲系統(tǒng)分為連續(xù)波形和脈沖波形。連續(xù)波使用的是固定頻率，需要的太赫茲波能量相對較大，對太赫茲源和探測都有定的要求。脈沖波形系統(tǒng)頻碧范圍較寬，較容易
4、實現，應用也較為廣泛，其中太赫茲時域光譜技術(teraliertztime-domainspectroscopy,Thz-TDS)是發(fā)展最早、應用較為成熟的技術。連續(xù)型和脈沖型波的探測原理基本相同，即己知波形的太赫茲波透過樣品或從樣品反射后包含了樣品復介電常數的空間分布，采集并處理透射或反射過來的太赫茲波的強度和相位信息，就能得到樣品的空間分布和組成特性，再進一步進步通過數字處理就叫得到圖像。根據樣品探測方式不同，太赫茲系統(tǒng)分為透射式和反射式兩種。圖1所示為透射式系統(tǒng)，反射式系統(tǒng)結構與此類似，只是其探測的是從
5、樣品反射的信號。兩種系統(tǒng)的工作原理相同，即山鎖模飛秒激光器發(fā)射的激光脈沖被分束器分成兩束:束為抽運光，用來激發(fā)發(fā)射元件而產生太赫茲波;另束為探測光，用來探測太赫茲脈沖的電場振幅。延遲線(delayline)的作用在于保持兩束光的光程差相等，而斬波器(chopper)和鎖相放大器(lock-inamplifier)的作用是消除環(huán)境噪聲對信號進行放大?？刂蒲b置控制整個系統(tǒng)的機械運行，最終將采集的數據傳至計算機(computer)。實驗得到的數據分為時域和頻域兩種形式，相應地對應時域成像和頻域成像。反射式檢測相對耗
6、時少，操作方便，同時山于太赫茲光譜在1THz以上，叫以實現更高分辨率的成像，囚此在醫(yī)學臨床應用和快速檢測方而更具有潛力。太赫茲光譜成像技術的優(yōu)勢體現在其具有指紋識別的特點，主要應用在毒品、危險品及生物大分子等的檢測方而川。許多分子之間弱的相勻作用力、生物分子的骨架振動以及品體中品格的低頻振動吸收止好位于太赫茲波頻段范圍，而II_太赫茲波對探測物質結構存在的微小差異和變化非常敏感，即特異性較強。汪帆等困總結了太赫茲在生物大分子研究中的應用，運用該技術叫以研究蛋自質、糖類和核酸等的結構和動力學特性。太赫茲波應用于
7、癌變成像的特異性應體現在數據分析中，即分析小同癌變組織叫能具有小同的生物大分子結構，這也是口前研究者止在努力探尋的方向。雖然現有技術的敏感度還小能達到顯微鏡水平(20一200微米),但隨著該技術均理論和實驗日漸成熟，相信其檢測的特異度和敏感度都會有所提高。太赫茲成像技術用于腫瘤檢測的醫(yī)學依據，方而也是基于腫瘤細胞新陳代謝田盛，核酸等大分子的含量較止常組織多。Li等fu7通過分子動力學模開」證實了nNA雙鏈中存在著大量的活躍低頻聲子模式。囚此，太赫茲波對腫瘤組織中nNA的頻繁結構變化非常敏感，這也是太赫茲波用于
8、檢測腫瘤具有特異性的原囚之。另方而，細胞癌變的病囚在于細胞的異常增殖，該過程需要物質基礎，囚此細胞中細胞器含量增加，山此帶來的細胞中水含量和水狀態(tài)的變化能被太赫茲波敏感地捕捉到。2太赫茲成像技術在腫瘤研究領域的應用2.1皮膚基底細胞癌(basalcellcarcinomaBCC)BCC是皮膚癌最常見的類刑之，多見于頭皮和而部等部位。囚為BCC位置表淺，叫以避開太赫茲波傳播的景深限制，所以是太赫茲成像
