激光低损伤加热疗法的理论分析

激光低损伤加热疗法将激光照射与表面冷却相结合,能实现只让病变组织细胞凝固,而体表健康组织则不受损伤,它是治疗靠近体表肿瘤的一种有希望的方法。为了进一步认识这种治疗方法,本文提出了一个适用于激光低损伤加热疗法的数值计算模型,模拟了热疗过程中的光传输和热传递,得到组织内部的瞬态温度分布。在此基础上,详细讨论了散射系数、吸收系数、各向异性系数等光学参数,激光加热功率、照射半径、表面对流换热系数等热学参数。以及血液灌注率和新陈代谢等生理参数对这种低损伤加热疗法的影响。结果发现,只要通过适当调节吸收系数、散射系数和照射功率等参数就可实现对加热区域位置和范围的控制。     

激光照射猪肝组织的温度场研究

研究了激光照射下猪肝组织传热过程温度场空间分布的动态规律。采用有限元分析法,利用激光分布公式获得猪肝组织的温度场空间分布,并采用K型热电偶和热电偶放大器来测量猪肝组织表面和内部温度,实验测量结果和模拟结果基本吻合,同时得出血液灌注率和猪肝组织温度的关系。研究结果对于激光临床应用中激光参数的合理选择有一定的指导意义。     

大叶黄杨叶片表皮组织的聚光效应及其对叶片内部光分布的影响

利用自制的光纤微探测器研究了大叶黄杨 (EuonymusjaponicusT .)叶片内部的光分布。叶片表皮组织具有聚光效应 ,用金相砂纸磨去叶片的上表皮组织可以去除这种效应。用 6 6 0nm的红光照射叶片时 (从上表皮方向 ) ,叶片内部光量迅速下降 ,在不到 10 0 μm的路径上光量下降到初始值的 2 0 %。叶片内部光分布微分曲线说明 :叶片表皮组织的存在有利于叶片内部各组织之间光吸收的均匀化。分析叶片内部红光分布曲线 (照射上表皮方向以及照射下表皮方向 ) ,海绵组织对红光 (6 6 0nm)吸收较少 ,这可能是海绵组织的一种生理生态意义上适应性的反映     

组织单腺体内单细胞的基因变异分析方法

从单细胞尺度进行细胞异质性的分析是深度理解细胞群体关系的关键。组织中的单细胞由于细胞类型不同,尺寸往往相差很大,但是目前常用的基于微孔板和Fluidigm公司的微流控的单细胞组学研究方法,需要入口的单细胞大小相近。本研究以胃组织为例,建立了一种组织单细胞的基因变异分析方法,实现了尺寸差异较大的单细胞的基因变异分析。在该方法中,先将胃组织裂解获得单个腺体,再将单个腺体酶解得到不同大小的腺体内单细胞,然后把这些单细胞铺在聚乙烯萘膜载玻片上,进行激光显微切割分选、全基因组放大,最后测其微卫星的长度。利用该方法,成功在肠上皮化生腺体内部检测到微卫星长度的变化,并灵活地对尺寸差异大的组织细胞以及肠化生腺体细胞进行了精细分析。此外,这种单细胞分析方法还可以对带有不同标记的细胞进行低通量和高通量的基因组分析,为单细胞尺度上的组织异质性研究提供了一种高度灵活的分析方法。     

藻红蛋白亚基光敏剂对小鼠移植瘤作用的超微结构研究

目的：从形态学角度探讨藻红蛋白(R-PE)β亚基光动力学抗肿瘤效果及其作用机理。方法：用不同密度的波长为496nm的氩离子激光对S180小鼠移植瘤进行β亚基光动力学治疗,并对治疗后的瘤体进行透射电镜的形态学观察。结果：用100μg／m1的β亚基,在200J/cm2激光照射剂量条件下治愈了瘤体直径为0．5cm-0．7cm大小的小鼠移植瘤,发现瘤组织中引起细胞死亡的途经有差异,被PDT抑制的肿瘤内部细胞表现出典型的凋亡细胞特征。结论：R-PE β亚基具较强的光动力学抗肿瘤效果,光动力治疗机理可能涉及肿瘤内部细胞死亡主要是凋亡途径而瘤周为坏死,且与血管系统破坏及白细胞参与的抗炎症反应相关。     

用飞秒激光观察胰岛素的分泌过程

通过采用飞秒激光这种新光源的双光子激发法观察了各种各样组织的生理性分泌现象．其结果,根本看不到进行教科书式分泌的细胞。     

一种简易的灌注固定装置

通常在电镜技术中使用的浸泡固定方法,组织是在离体以后浸泡在固定液中进行固定。由于固定液的浸透需要相当长的时间,组织块的表面和内部不能同时都得到良好的固定,固定是不均匀的。特别是组织块的内部常常固定不佳。为了减少这种不均匀性,需将组织块切得很小,这样又带来了由于切割而产生的机械损伤。这些都能使细胞的微细结构发生改变。     

欧洲医用激光的发展概况

1987年6月22—26日在联邦德国慕尼黑召开的第七届国际激光手术和治疗学会年会,使与会代表有机会了解欧洲医用激光工业的发展概貌。这次年会感兴趣的讨论中心是:用Q开关YAG激光(Q-Switched YAG laser)粉碎胆结石和有可能粉碎肾结石的问题。来自联邦德国欧兰根医科大学临床的研究者们报告了用这种激光碎石方法治疗9个病人,有7例获得成功,没有一例发生感染。这种用于特殊研究的激光系统,是由联邦德国的Karlstorz和Meditec公司采用英国Spectron公司的Q开关YAG激光组装起来的。这种     

激光对生物组织热和热致机械损伤的物理分析

从物理学角度阐明激光照射生物组织时在组织中形成热源的微观机制,系统分析这一热源对生物组织所产生的正、反两方面的作用,并进行量化描述,其结果对揭示和理解激光照射生物组织时所产生的宏观效应以及激光医疗应用都有积极作用。     

生物组织光声粘弹显微成像

提出一种反演生物组织粘弹信息的新型无损光声粘弹显微成像方法,它是以强度调制激光作为激发源,通过检测光声（Photoacoustic,PA）信号的相位重建组织粘弹特性分布的成像方法.实验利用不同浓度的琼脂样品来验证光声粘弹显微测量中相位随浓度变化的依赖关系.利用埋有头发丝的琼脂样品来测试这种显微方法的成像分辨率.利用具有不同粘弹性的离体生物组织来验证系统的成像能力.实验结果表明,这种新方法能够高分辨率和高对比度地重建出具有不同粘弹性的生物组织的光声粘弹显微图像,有望实现组织结晶类病变水平的显微在体检测.     

间质热疗法组织中温度分布与光纤加入端的关系

主要利用了有限元方法,模拟研究了在激光间质热疗法中,被加热区域组织中温度的分布情况。组织的温度对组织中细胞有着极其重要的影响,对温度的控制是间质热疗法成败的关键因素。到目前为止,在激光间质热疗法中,还没有一种很精确方法能够实时测量激光辐射后组织中温度分布。为了能为临床处理提供一些有用参考,利用Ansys对不同的光纤加入端所形成的温度场进行了模拟,不失为一种好的方法。     

用组织光学特性鉴别诊断人离体的正常膀胱和膀胱癌组织

研究正常人膀胱和膀胱癌组织在Kube lka-Munk二流模型下对476.5 nm,514.5 nm和808 nm波长的激光的光学特性的差异。采用双积分球系统和Kube lka-Munk二流模型进行测量研究。实验结果表明,正常膀胱和膀胱癌组织在Kube lka-Munk二流模型下对476.5 nm,514.5 nm和808 nm波长的每一个波长的激光的吸收、散射、总衰减、有效衰减系数都有非常显著性的差异(P<0.01)。膀胱癌组织对476.5 nm,514.5 nm和808nm波长的激光的吸收系数明显地较正常膀胱组织对相应波长的激光的吸收系数要大(P<0.01),膀胱癌组织对476.5 nm和514.5 nm波长的激光的散射系数明显地较正常膀胱组织对相应波长的激光的散射系数要小(P<0.01),而膀胱癌组织对808 nm波长的激光的散射系数明显地较正常膀胱组织对同一波长的激光的散射系数要大(P<0.01)。膀胱癌组织对476.5 nm,514.5 nm和808 nm波长的激光的总衰减系数明显地较正常膀胱组织对相应波长的激光的总衰减系数要大(P<0.01),膀胱癌组织对476.5 nm,514.5 nm和808 nm波长的激光的有效衰减系数明显地较正常膀胱组织对相应波长的激光的有效衰减系数要大(P<0.01)。提示使用双积分球系统和Kube lka-Munk二流模型来确定离体的正常膀胱组织和膀胱癌组织对476.5 nm,514.5 nm和808nm波长的激光的光学特性的差异鉴别诊断病变的膀胱组织是一个有效的方法。     

自然和热凝固的人肝组织对KTP/YAG激光的光学特性的比较研究

本文采用双积分球测量系统和Inverse Add ing-Doub ling方法,研究了自然和热凝固的人肝组织对532nm的KTP激光和1 064 nm的Nd:YAG激光的光学特性。结果表明:热凝固的人肝组织对532 nm的KTP激光的吸收系数较自然的肝组织的吸收系数增大了23.5%(P<0.05),热凝固的肝组织对1 064 nm的Nd:YAG激光的吸收系数较自然的肝组织的吸收系数减小了34.3%(P<0.05)。热凝固的人肝组织对532 nm的KTP激光的散射系数较自然的肝组织的散射系数增大了4.50倍(P<0.05),热凝固的肝组织对1 064 nm的Nd:YAG激光的散射系数较自然的肝组织的散射系数增大了6.41倍(P<0.05)。热凝固的人肝组织对532 nm的KTP激光的各向异性因子较自然的肝组织的各向异性因子减小了5.47%,热凝固的肝组织对1 064 nm的Nd:YAG激光的各向异性因子较自然的肝组织的各向异性因子减小了1.95%。     

CLARITY组织透明化技术在蜜蜂肠道组织上的运用

【目的】以西方蜜蜂Apis mellifera工蜂肠道为例探究组织透明化技术--丙烯酰胺交联替换脂质透明硬化成像/免疫染色/原位杂交兼容组织水凝胶(clear lipid-exchanged acrylamide-hybridized rigid imaging/immunostaining/in situ hybridization-compatible tissue-hYdrogel, CLARITY)在昆虫组织上的应用,确定CLARITY与荧光原位杂交(FISH)相结合在昆虫肠道组织透明化中的适用性。【方法】依照CLARITY技术操作程序,用水凝胶固定西方蜜蜂肠道,并以被动方式透明化,再用靶向东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae 16S rRNA带异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate, FITC)标记和靶向真核细胞18S rRNA带Texas RED标记的寡核苷酸荧光探针进行肠道组织的荧光原位杂交,然后用DAPI(蓝色)进行细胞核复染,通过激光共聚焦显微镜观察透明化的染色组织。【结果】首次成功将西方蜜蜂肠道组织透明化。在激光共聚焦显微镜下,观察到马氏管的原始分布形态,以及东方蜜蜂微孢子虫在中肠末端分布更密集的空间分布特征,并实现了对肠道组织的3D重构。【结论】CLARITY能应用于蜜蜂肠道组织透明化,透明化组织能进行原位杂交和激光共聚焦观察。CLARITY和FISH相结合免除抗体制备和石蜡切片的麻烦,直观展示肠道内部的真实状态,为昆虫生理病理研究提供了一种可靠特异的标记方法。     

激光照射血液疗法中的组织光学研究及其应用

本文从组织光学的角度 ,对激光照射血液疗法中的发展现状与存在问题进行分析 ,提出该领域应开展的若干研究内容。本文开展了激光照射血液疗法所涉及的若干组织光学研究。获得了中国人血液的吸收系数、散射系数、各项异性因子、全衰减系数等 ;研究获得了人血管的若干光学参数。通ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟计算 ,以及实验测试结果 ,分别从理论与实际上分析对比了激光血管内照射时 ,光在人体血管、血液中的分布情况 ,以及不同的激光入射角 ,发散角 ,不同的血管直径等因素对激光血液照射的影响。根据对应的组织光学的研究结果 ,文中还讨论并提出…     

强激光作用下生物组织光致破裂效应的研究

基于激光与生物组织作用时产生的光致破裂效应,利用脉冲激光直接聚焦于孕囊内的胚胎内部,激光产生的光致破裂效应对胚胎心脏造成损伤,造成胚胎的快速死亡,初步证明利用激光进行减胎手术有望成为一种新方法。采用输出波长1 064 nm、脉宽8 ns、单脉冲能量60～96 mJ可调的脉冲激光作用于牛肌肉组织样品,并用光学相干层析成像(OCT)系统测量实验样品的损伤直径和损伤深度,建立了不同的激光参数与被作用样品的损伤直径及损伤深度之间的关系。得出结论:样品的损伤深度和损伤直径与激光的脉冲能量成正相关关系,而与激光的脉冲频率成负相关关系。这对于激光应用于减胎手术时参数的优化和精确控制起到一定的指导作用。     

激光显微切割植物细胞的研究新趋势

2006年以来,激光显微切割技术(LM)逐渐发展成为植物及植物-微生物互作领域的常用技术.从激光技术方面,激光捕获显微切割(LCM)和激光显微切割及压力弹射(LMPC)成为两大主流技术.在材料准备方面,改良的石蜡包埋切片技术在植物成熟组织切割中应用日益广泛,而冰冻包埋切片则在幼嫩组织切割中十分有效。激光显微切割所得样品主要仍用于RNA水平的基因表达分析,而且能从全基因组规模上深度分析基因表达谱.此外,对激光显微切割所得细胞进行小分子代谢物的分析也取得了实质性成果。总之,激光显微切割技术作为从复杂背景中直接分离特定细胞(群)的一种有效工具,在植物分子生物学研究中的应用已经成熟,正为提高植物研究的精准度做出贡献.     

532 nm和808 nm激光及其线偏振激光辐照人正常膀胱与膀胱癌组织光学特性

采用双积分球系统和光辐射测量技术的基本原理 ,以及运用生物组织的光学模型 ,研究了 5 32nm和80 8nm激光及其线偏振激光辐照人正常膀胱和膀胱癌组织的光学特性 .结果表明 :膀胱癌组织对同一波长的激光或其线偏振激光的衰减明显较正常膀胱组织的要大 ,膀胱癌组织对 5 32nm和 80 8nm激光的衰减均较其线偏振激光的要略大一些 .膀胱癌组织对 5 32nm和 80 8nm激光及其线偏振激光的衰减明显较正常膀胱组织的要大 .正常膀胱或膀胱癌组织对同一波长的激光及其线偏振激光的折射率均没有明显的差异 ,膀胱癌组织对 5 32nm和80 8nm激光的折射率比正常膀胱的明显要大 .Kubelka Munk二流模型下 ,两种组织对同一波长的激光或其线偏振激光的光学特性均有显著性差异 (P <0 0 1) .同一组织对不同波长的激光及其线偏振激光的光学特性也有显著性差异 (P <0 0 1) ,正常膀胱组织对同一波长的激光及其线偏振激光的光学性有明显差异 ,而膀胱癌组织对同一波长的激光及其线偏振激光的光学特性则没有明显差异 .膀胱癌组织对 5 32nm和 80 8nm激光及其线偏振激光的前向散射通量i (x)、后向散射通量 j (x)、总散射通量I (x)的衰减均较正常膀胱组织的明显要大得多 ,且其i (x)均明显较j (x)要强     

组织的前向散射、后向漫射

人体组织的光学性质是光医学和组织光学领域中的最基本的研究课题之一。当激光与生物肌体相互作用后所产生的各种生物效应,这些即取决于所施加的激光参量,又决定于被作用组织的结构、物理和生物特性。从激光诊断或治疗的角度考虑,由于光或激光只有透过组织,才能到达组织的深部和内部器官。所以,首要解决的问题是组织对光的通透性及其机理的研究。光通过组织时,光强和光的偏振状态会发生变化。令He－Ne激光照射组织,分别在组织的透射方和反射方探测光强．当光垂直（θ＝0°）或以角度θ入射到具有一定厚度的组织时,探测器以α的角度测量前后向的光强分布．根据实验数据分别绘制了前向散射和后向漫射光强的极坐标曲线．当θ－0°、探测器的角度为α＝0°时光的强度最大（前向散射）．旋转探测器的角度（改变α）探测到的光强其图形为一个圆。当入射光的角度θ由0°变到60°时,光的强度降低了31．65％．此时旋转探测器（改变α）探测到的光强分布图形变为椭圆,并且和原点相切,和θ＝0°的图形相比,此时图形的半宽度增加。当入射光的角度θ固定为0°、探测器角度α变化接近180°时光的后向漫射强度最大,其图形为一个圆。比较前向散射和后向漫射的光强分布图可看出光强分布基本上对称。如将两幅     

中药陈皮二维红外激光谱理论模拟

陈皮是一种中药材,有非常广泛的用途。而这类中药的药理特点并不基于单一或少数化学物质,而是基于这种中药所组成的整体.为了探索这种中药整体的药理特征,没有从这种物质的化学结构出发而是将这种中药整体的一维线性谱的吸收峰视为简正模,在假定各模式之间的相互作用与偶极矩的大小后,建立了激光与其相互作用微观模型。在此基础上,理论地计算了陈皮在环境中的二维非线性激光谱。所得光谱图与实验结果较好吻合。这种方法能预言陈皮的能级结构与各简正模式间的耦合强度以及其偶极矩的大小。这一方法为深入研究这种中药药理提供了一个全新的思路。这种理论与实验相结合方法可以推广到其它中药材以及一些实验一维线性光谱易于得到的材料的能谱与极化分布的研究上,对深入了解中药材药理具有重要意义。