在大鼠模型中对脑缺血的高灵敏度THz-ATR成像
Haibin Li1,2, Yuye Wang1,2,3, Zelong Wang1,2
1School of Precision Instruments and Optoelectronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China.
Biomedical optics express
|June 13, 2024
概括
太赫兹 (THz) 成像可以在24小时内快速区分大脑缺血组织与正常组织. 这种无标签的方法通过THz波反射率和光谱学的变化来检测早期缺血,帮助神经外科手术.
科学领域:
- 生物医学光学 生物医学光学
- 医疗成像医学成像
- 神经科学是一个神经科学.
背景情况:
- 准确的实时检测大脑缺血是神经外科手术的关键.
- 目前用于评估缺血程度和程度的方法面临限制.
研究的目的:
- 调查太赫兹 (THz) 减弱总反射 (ATR) 成像用于无标签检测大脑缺血的潜力.
- 为了将THz成像发现与缺血性脑组织的组织学变化相关联.
主要方法:
- 使用THz ATR成像系统在各种缺血阶段 (长达24小时) 的新鲜脑组织上进行实验演示.
- 与 2,3,5-triphenyl tetrazolium chloride (TTC) 染色进行敏感性评估的比较.
- 分析THz光谱 (0.5-2.0 THz),以确定吸收系数和折射率.
- 血素和欧 (H&E) 染色用于显微镜检查细胞和细胞间变化.
主要成果:
- 太赫兹 (THz) 成像有效地区分了缺血与正常大脑组织.
- 与正常组织相比,缺血组织的THz波反射率较低.
- 在THz成像中,早在2.5小时就能检测到缺血,随着时间的推移,病变大小和扩散会增加.
- 太赫兹光谱检测显示吸收系数增加和折射率下降,缺血持续时间长.
- 组织学分析显示,缺血组织中细胞大小/密度下降,细胞间物质 (含水量) 增加.
- 缺血的主要THz识别机制归因于细胞间含水量增加.
结论:
- 太赫兹 (THz) 成像是一种敏感的,无标签的技术,用于识别脑缺血.
- THz成像显示了在神经外科手术期间进行手术内实时指导,现场识别和精确切割的巨大潜力.
