医学光子技术的分类及研究内容

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  •    医学光子技术分为两大类:光子诊断医学技术与光子治疗医学技术,前者是以光子作为信息载体,后者则以光子作为能量载体。目前,无论是光诊断还是光治疗技术,多以激光为光源。如果着眼于人体应用为对象,这两种技术则归属于激光医学范畴。激光医学是医学光子技术的一个特有的重要应用领域,也是近多年来迅猛兴起的一个新学科分支。

            根据国际、国内的发展情况,以下诸点是医学光子技术的主要研究内容:

    医学光谱技术

            激光光谱以其极高的光谱和时间分辨率、灵敏度、精确度以及无损、安全、快速等优点而成为医学光子学的重要研究领域。随着激光光谱技术在医学领域应用研究的深入开展,一门有发展潜力和应用前景的“医学光谱学”逐渐形成。

    1.生物组织的自体荧光与药物荧光光谱。

            已对激光诱导生物组织自体荧光和药物荧光诊断动脉粥样斑块和恶性肿瘤进行了临床前的研究。内容涉及光敏剂的吸收谱、激发与发射荧光谱以及各种波长激光激发下正常组织与病变组织内源性荧光基团特征光谱等。在此基础上还研究了用于癌瘤诊断和定位的实时荧光图像处理系统。

            激光荧光光谱诊断肿瘤技术的研究一直倍受关注,光谱检验法的灵敏度很高,如能找到肿瘤细胞的特征荧光峰,来诊断癌细胞的存在,则对肿瘤的早期诊断和治疗将起巨大作用。但至今该技术在临床上无法单独作为癌细胞检测的依据,关键原因是尚未找到癌细胞真正的特征荧光峰。现在人们所谓的特征荧光峰实际上只是卟啉分子的荧光峰。客观和科学地判断激光荧光光谱对肿瘤的诊断标准是十分必要的。

            目前,某些癌瘤的药物荧光诊断已进入临床试用,自体荧光的应用尚处于摸索之中。需要开展激光激发生物组织和细胞内物质的机理研究,探讨激光诱发组织自体荧光与癌组织病理类型的相关性以及新型光敏剂的荧光谱、荧光产额和最佳激发波长等方面的研究,以期获得极其稳定、可靠的特征数据,为诊断技术的发展提供科学依据。

    2.生物组织的喇曼光谱。

            近年来,喇曼光谱技术应用于医学中已显示出它在灵敏度、分辨率、无损伤等方面的优势,克服了荧光光谱技术区分病变组织是由于生物大分子荧光带较宽、易于重叠对准确诊断带来的影响。目前,这一研究领域尚处于起步阶段,应加紧开展以下研究工作:其一,对重要医学物质的喇曼光谱进行研究,并建立其光谱数据库(包括分子组分与结构相对应的敏感特征谱线及其强度等);其二,研究疾病的喇曼光谱,分析从正常到病变过程中生物组分的变化与发病机理;其三,开发小型、高效、适用于体表与体内的医用喇曼光谱仪和诊断仪。

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