基于OCT技術(shù)的小鼠皮膚光學(xué)無(wú)損監(jiān)測(cè)的實(shí)驗(yàn)方法研究.pdf

1、光學(xué)相干層析成像(OCT)是一種高分辨率、無(wú)損的實(shí)時(shí)探測(cè)技術(shù)。OCT在典型生物組織的穿透深度大約是1 mm，足夠提供皮膚的表皮和真皮乳頭層的信息，得到活體皮膚高分辨率和高對(duì)比度的成像，可以實(shí)現(xiàn)皮膚組織光學(xué)特性參數(shù)及一些結(jié)構(gòu)信息的測(cè)量，因此OCT是實(shí)現(xiàn)無(wú)損測(cè)量皮膚的有效手段，可以連續(xù)、實(shí)時(shí)、無(wú)損地監(jiān)測(cè)皮膚狀態(tài)，在醫(yī)學(xué)診斷中具有重要意義。 在緒論中，回顧了激光美容的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀，指出客觀、定量地評(píng)價(jià)皮膚、測(cè)量活體組織光學(xué)特性參數(shù)的

2、必要性：組織的光學(xué)特性參數(shù)與組織的狀態(tài)密切相關(guān)。只有在準(zhǔn)確的光學(xué)特性參數(shù)的基礎(chǔ)上，探討皮膚組織內(nèi)的光分布和溫度分布，才能恰到好處的控制嫩膚過(guò)程中的光劑量，進(jìn)行有效而損傷程度最小的治療。此外，光診斷結(jié)果是否正確也有賴于對(duì)人體組織光學(xué)特性參數(shù)的掌握。綜述了目前皮膚的診斷手段，除了視診和觸診等體格檢查以外，現(xiàn)在所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室檢查大多存在醫(yī)源性的損傷。因此亟需尋求無(wú)損的、可以重復(fù)測(cè)量、得到皮膚內(nèi)部信息的方法。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合本文采用的無(wú)損的OC

3、T技術(shù)，闡述了OCT技術(shù)在診斷上的應(yīng)用及發(fā)展，尤其是OCT理論模型的發(fā)展。最后介紹了本文的研究?jī)?nèi)容及方法。 在第1章中，首先從解剖學(xué)上簡(jiǎn)要介紹了皮膚的結(jié)構(gòu)，而后就與激光美容中密切相關(guān)的光老化及光子嫩膚，分別展開討論。光老化方面，首先從發(fā)生、影響因素、臨床、組織學(xué)、腫瘤、預(yù)防及治療方面闡述光老化與自然老化的區(qū)別，而后在光老化機(jī)理的基礎(chǔ)上，討論與光老化造模密切相關(guān)的作用光譜，介紹了光老化目前的臨床診斷手段、實(shí)驗(yàn)室診斷手段及防治手段。

4、光子嫩膚方面，針對(duì)其核心的光熱效應(yīng)問(wèn)題，在組織光學(xué)的基礎(chǔ)上，介紹了皮膚的光學(xué)、熱學(xué)性質(zhì)。而后，介紹了光子嫩膚的機(jī)理及其參數(shù)選擇，結(jié)合強(qiáng)脈沖光本身的特點(diǎn)，從波長(zhǎng)、輻射曝光時(shí)間、曝光劑量三個(gè)方面討論：波長(zhǎng)方面，應(yīng)選擇靶組織的吸收峰而周圍正常組織吸收最小的波長(zhǎng)，同時(shí)，鑒于靶組織在組織中不同的深度，還要考慮波長(zhǎng)要有合適的穿透深度，IPL具有寬光譜的特性，可以通過(guò)采用多種濾光片透過(guò)特定光譜可用于治療不同病變；在輻射曝光時(shí)間的選擇上，根據(jù)皮膚組織的

5、熱傳輸特性，輻射曝光時(shí)間應(yīng)小于靶組織的熱遲豫時(shí)間，在本文實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定脈寬大小為3.4 ms和2.8 ms：在輻射曝光劑量的選擇上，要從不同靶組織的溫升需求來(lái)考慮。光老化與光子嫩膚的研究密切相關(guān)，最后，結(jié)合本文所采用的評(píng)價(jià)手段OCT及DIC的基本原理和應(yīng)用展開介紹，探討對(duì)光老化及光子嫩膚的觀察與評(píng)價(jià)。 在第2章中，考慮到已有報(bào)道的研究中，OCT圖像的各個(gè)反射層對(duì)應(yīng)于實(shí)際皮膚的何種結(jié)構(gòu)存在眾多觀點(diǎn)，因此選擇皮膚表皮厚度這一

6、參數(shù)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在以往的研究中，更多的是將OCT對(duì)活體的皮膚成像同最終的的組織切片結(jié)果進(jìn)行比較。而在本章中，采用OCT追蹤組織切片的制作過(guò)程，分別測(cè)量OCT圖像的強(qiáng)度分布曲線中第一個(gè)強(qiáng)度峰到第一個(gè)波谷和第一、二強(qiáng)度峰之間的距離，比較兩種結(jié)果和常規(guī)切片測(cè)得ET值的差別，可認(rèn)為OCT的第二個(gè)峰對(duì)應(yīng)的是真皮上層的膠原纖維結(jié)構(gòu)，真表皮連接處更應(yīng)在波谷處，ET可以通過(guò)測(cè)量第一強(qiáng)度峰到第一個(gè)波谷的距離得到。同時(shí)關(guān)注切片過(guò)程中各種物理、化學(xué)因素對(duì)

7、皮膚各層厚度的影響，得到在制作常規(guī)切片的不同階段，各種處理手段對(duì)皮膚各層的影響不盡相同，以期為進(jìn)一步研究OCT’圖像的各個(gè)反射峰與實(shí)際皮膚的結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系提供客觀、定量的數(shù)據(jù)。 在第3章中，采用OCT對(duì)光老化皮膚進(jìn)行無(wú)損的實(shí)驗(yàn)研究，利用紫外燈(長(zhǎng)波+中波)來(lái)照射脫毛后的小白鼠，建立光老化的動(dòng)物模型，并用HE染色切片、OCT成像、DIC觀察無(wú)染色切片分別跟蹤小白鼠光老化的過(guò)程，從組織學(xué)和光學(xué)特性參數(shù)兩個(gè)角度來(lái)分析這一過(guò)程中小鼠皮膚

8、的變化。通過(guò)對(duì)OCT圖像的不同處理，提取其中所包含的結(jié)構(gòu)和散射系數(shù)兩方面的信息。結(jié)構(gòu)方面，將光老化不同階段得到的HE染色切片測(cè)得的痂的厚度同相應(yīng)時(shí)間的OCT圖像光強(qiáng)分布曲線中的第一強(qiáng)度峰到第一個(gè)波谷的距離進(jìn)行比較，得到了較為吻合的結(jié)果。而在光學(xué)特性參數(shù)方面，運(yùn)用單次散射模型，對(duì)OCT數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到了造模過(guò)程中散射系數(shù)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)，認(rèn)為是皮膚組織的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致了散射系數(shù)在光老化過(guò)程中的減小。 在第4章中，通過(guò)IPL的560

9、-120.nm治療頭照射小鼠皮膚組織，研究不同強(qiáng)度的光照射下皮膚組織的損傷情況，得出皮膚損傷閾值劑量為31.7 J/cm2，95％置信區(qū)間為(26.7～34.6 J/cm2)，同時(shí)分析IPL對(duì)生物組織的光熱效應(yīng)，并用顯微觀察手段觀察了不同光照射下生物組織膠原纖維玻璃樣變癥狀的差異。此外，用OCT來(lái)跟蹤觀察同一能量密度光照前后和修復(fù)，以及不同能量密度光照下的修復(fù)，發(fā)現(xiàn)散射光強(qiáng)以及散射系數(shù)存在明顯變化和區(qū)別，結(jié)合組織切片的情況，分析這些變化