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光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,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(optical clearing 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生物组织皮肤、眼科、心血管、癌症、胃肠道以及口腔等方面的研究。 本文的工作正是围绕以上理论基础,采用高分辨OCT功能成像技术,首先对两种不同类型的透明剂直接作用于膀胱正常组织和癌变组织在不同的时间段对OCT功能成像进行了追踪观测。结果发现两种不同类型透明处理后的膀胱及膀胱癌组织的平均反射光强度都呈现出明显的减弱,但是随着各自作用于膀胱及膀胱癌组织时间的增长,所导致的相对反射率减少量逐渐增大。两种不同类型的透明剂都能够显著增强光在皮肤组织中的穿透能力,为了更进一步研究OCT和光透明技术在癌变的生物组织方面的应用,分析了经葡萄糖与二甲基亚砜处理前后正常和癌变的膀胱组织光透明性特性的变化。发现,经30%葡萄糖,50%二甲基亚砜处理后的正常和膀胱癌组织的二维OCT图像中,OCT图像的成像深度和对比度都得到了一定程度的改善。30%葡萄糖在正常膀胱组织中渗透系数为(7.92±0.81)×10-6 cm/s。但是对于癌变组织,30%葡萄糖在癌变组织中渗透系数为(1.19±0.13)×10-5cm/s。50%二甲基亚砜在正常膀胱组织中渗透系数为(8.99±0.93)×10-6 cm/s。但是对于癌变组织,30%葡萄糖在癌变组织中渗透系数为(1.43±0.17)×10-5 cm/s。这证明OCT技术不仅能够功能成像,而且能够定量高渗透剂在正常和癌变膀胱组织中的渗透系数。同时也表明了,在施加光透明剂后两种不同的膀胱组织的光透明特性都得到了明显的改善。 综上所述,利用OCT技术对改善生物组织光透明效果进行研究和探索,定量光学透明剂在生物组织中的渗透系数,对采用光透明技术研究生物组织的光学特性是很重要的。这种手段同样适用于对其他生物组织进行定量分析和监控光透明剂的渗透和透明特性的研究,因而具有重要的科学意义与应用前景。