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太赫兹技术在泌尿系统疾病应用的研究进展与展望
太赫兹射线(terahertz radiation, THz),亦称太赫兹波,是一种频率为0.1~10 THz(1 THz=1012 Hz)的电磁波,该波段介于微波和红外线之间。 THz由于长期缺少相应的发射和探测技术,被称作“太赫兹间隙”。20世纪80年代以来,随着超快激光技术和半导体材料科技的发展,THz的产生和探测技术有了实质进展,近年来在物理、化学、材料科学、生物医学领域受到越来越多的重视。本文基于THz的基本原理,综述近年来THz在生物医学领域,尤其是泌尿系统疾病应用的研究进展,并对技术发展与临床应用拓展进行了展望。
1.太赫兹射线的特点:THz的频率介于微波和红外线之间,融合了两者的特点,在医学领域有广泛的应用前景。第一,很多生物大分子如氨基酸、脱氧核糖核酸的振动和转动能级均位于THz波段,使THz对生物大分子具有良好的时空分辨率[1-2],为THz在生物医学领域的应用奠定基础。第二,THz对水和氢键等极性物质敏感,适于软组织成像。第三,THz的光子能量低,不易对细胞和生物组织造成电离损伤。 THz也存在局限性,由于其通过液体环境时会大量衰减,因此生物医学领域的THz研究多局限于体外标本或浅表组织,如皮肤或乳腺[3],鲜见对于深部组织的研究与应用。 -
我国应加快太赫兹技术生物医学应用研究
很多患者在检查病情时做了X光、CT检查,有时还需要做核磁共振.太赫兹(THz)波,一个尚未充分开发的电磁波段,也许将为解决这一问题提供行之有效的手段.4月8日~9日,在以“太赫兹波在生物医学应用中的科学问题与前沿技术”为主题的第488次香山科学会议上,与会专家指出,由于太赫兹波具有反应物质结构与性质的指纹特性,并且光子能量低,远远小于X射线的能量,不会对生物大分子、生物细胞和组织产生有害的电离,特别适合于对生物组织进行活体检查.因此,太赫兹波光谱成像技术具有较现有医学成像技术更独特、更适用的物理特征.
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太赫兹成像技术应用于烧伤检测的研究发展
因太赫兹(THz)波具有独特的性质和优势,逐渐在生物医学领域受到重视并得以应用.烧伤是临床上常见的一种外伤,由于THz的无损和对水敏感的特性,使得THz成像技术在烧伤检测方面具有广阔的应用前景.到目前为止,对烧伤创面的THz成像,已从离体研究发展到了在体成像,能够透过纱布及膏药获得高分辨的图像.本文主要介绍了THz成像技术在烧伤检测中的新应用及发展.