淺談生物醫學光學探究

　　3、生物醫學光學研究的最新熱點

　　本次會議還涉及到光學層析成像及光譜學的理論與模型、生物監測的光學成像與光譜學、適用于生物醫學和臨床的相干域光學方法、生物光譜學和顯微學、激光與組織的相互作用、激光醫療等方面。以下就生物醫學光學研究的一些最新進展和熱點問題作一概述。(l)光學層析成像及光譜學技術的理論與模型。關于生物組織光學層析成像和光譜學技術的理論與建模研究一直是國際生物醫學光學的研究重點。由brittionchanee博士主持的“optiealtomographyandspeetroseopy:theoryandmode1s”專題會議吸引了眾多聽眾。來自各國的科學家報道了該領域的最新研究成果和應用。俄羅斯valeryv.tuchin教授報道了活組織光學特性參數控制的有關成果，其離體和在體的實驗均證明了通過使用葡萄糖、trazograph等滲透活性助劑可改變人眼鞏膜、皮膚等纖維組織的光散射特性。美國stevenij.jacques教授做了《生物組織科學和工程中的光學技術》的特邀報告，j.r.m。盯ant教授介紹了生物組織中光散射的基本機理研究的進展。麻省理工學院的李興德博士報道了衍射層析成像技術的最新進展，提出了一種用于高散射介質中擴散光子密度波快速、近場衍射層析成像的角譜算法，該算法可用于有限大小介質，并能同時重建吸收和散射系數。賓夕法尼亞大學的張思豪博士報告了基于混濁介質中，用動態光散射技術測量深層組織中血流的一種方法，該方法可用于深層組織中的血流動力學圖像的重建。華中科技大學的張智報道了用分形理論進行人眼角膜內皮細胞圖像分析的初步結果。(2)生物組織的光學成像和用于生物監測的光譜學技術。九十年代以來，美國、歐洲、日本等國都在該領域投人了大量的人力和資金，本次會議共有26篇論文涉及此項專題。其內容包括組織光學成像和組織光學參數測量、光學腦功能成像、近紅外光譜術的血流動力學測量、組織超微弱發光檢測、擴散光子密度波和x射線層析成像等。

　　stevenl.jacques教授報道了一種基于偏振光攝像機的組織成像系統.該系統可用于對淺表皮膚的成像，其優點是可避免較深層組織擴散光子對成像造成的影響，同時也能有效消除表層皮膚鏡面反射及黑色素積淀的影響。美國約翰•霍普金斯大學劉亂副教授提出了一種用于數字乳房x射線照相術的新型光學禍合電子成像技術，該技術的獨到之處在于使用新穎的ccd掃描和防輻射設計.可用小尺寸ccd成像器進行大范圍視場的成像，且不損失空間分辨率.解決了現有電子成像器在成像所需分辨率下，面積不足以覆蓋整個乳房的問題。哈佛醫學院davida.boas博士等人比較了采用近紅外光譜術和擴散光學層析成像技術，定量測量組織整體和局部血氧變化的異同。如何定量測量組織中血氧的變化是當前迫切需要解決的問題.雖然當前有幾種技術可實現定量監測，但使用不方便，因而需要研制簡便易用的檢測裝置，以滿足日益發展的市場需求。美國得克薩斯農機大學汪立宏博士•報道了聲致發光層析成像和掃頻超聲調制光學層析成像技術的最新進展。聲致發光成像技術利用聚焦超聲波激發組織內部發光，實現在生物組織內部的選擇性光激發，從而實現對較深層組織毫米量級分辨率的光學層析成像。會議中，利用無損傷的光學成像技術研究大腦功能和腦血液動力學變化成為與會者普遍關注的問題之一。華中科技大學駱清銘教授報道了用大腦功能近紅外光學成像器研究視覺刺激、手指運動時大腦視覺、運動皮層的活動以及前額葉在工作記憶和情緒活動中作用的成果;中科院心理研究所的楊炯炯博士用大腦功能近紅外光學成像器研究了左前額葉在非相關詞對編碼中的作用;日本kagoshima大學王鋼博士報道了用基于大腦活動內源信號檢測的光學成像系統.研究不同顏色形狀的物體對猴子進行視覺刺激時其大腦皮層的活動;清華大學wemaraiicllty報道了用近紅外光譜術研究大腦活動時氧合作用變化的結果。

　　(3)生物醫學和臨床的相干域光學方法。在該專題中，弱相干光學層析成像(oc丁)成為會議關注的熱點。近年活躍在相干域光學方法及其醫學應用研究領域的加利福尼亞大學陳忠平博士報告了目前oct.odt(光學多普勒層析成像)的最新研究成果，日本的劉紀元博士也就oct技術的進展做了特邀報告。中科院上海光學精密機械研究所、清華大學的代表都報道了各自在()ct方面的研究結果。(4)生物光譜學和顯微術。為獲得生物組織內部的微觀結構信息，從細胞、分子水平研究諸多生命現象的微觀機理，近兒十年來人們一直致力于各種顯微成像技術的發展研究。會上，代表們報道了在激光掃描共焦顯微成像、熒光與光譜成像以及散射介質中光信息的獲取等方面的研究進展。如:加拿大英哥侖比亞癌癥研究中心曾海山博士報道了一種利用熒光成像.可檢測呼吸道與胃腸道早期癌癥的系統。澳大利亞維多利亞大學顧敏教授報道了在混沌介質中，他們用角度門法代替時間門法，以提高成像的效率。(5)激光與生物組織的相互作用。激光與生物組織的相互作用和組織光學所涉及的內容十分廣泛，在生物醫學基礎理論和臨床診斷研究中具有重大的意義。代表們就激光與組織相互作用時的光散射、干涉、光機械、光熱、光化學效應，生物組織中光子的遷移規律，以及低功率激光生物效應等方面進行了廣泛深人的研究討論。在光熱效應方面，美國得克薩斯大學r.d.glickman教授提出欽yag激光器用于泌尿系統結石碎石治療的主要機理是光熱燒蝕作用。俄勒岡醫療激光中心解嘩博士報道了半導體激光器用于尿道焊接的研究成果。日本自由電子激光研究所的k.awazu報道了用紅外自由電子激光研究動脈硬化區組織光熱效應的進展。昆明理工大學周凌云教授報道了生物組織激光光熱效應微觀機理的量子理論分析。另外，華南師范大學劉頌豪院士、加拿大j.r.north和匈牙利dezso.gal教授等還報道了光動力治療方面的研究進展。