皮肤和血液的光透明技术与机理及其在光学检测中的应用

地区:上海市 宝山区

关键词:浙江理工大学

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000001515

成果描述:

光相干断层成像技术(optical coherence tomography,OCT)是近年来发展起来的高分辨率、可用于非损伤性生物医学研究与疾病诊断的先进成像技术。探测光在生物组织(包括皮肤和血液)中的多次散射不但影响OCT成像深度还影响成像对比度,因此降低生物组织的散射作用实现生物组织和血液高效光透明,有助于解决OCT及其他光学成像技术所面临的问题。该项目将光透明剂/渗透促进剂/物理导入三者有机组合,抑制皮肤和血液对探测光的散射作用,改善光透深度和成像对比度,并进一步揭示了光学透明的作用机理。该项目在执行期间取得了一系列创新成果,这些成果对于OCT等无损活体光学检测技术和光动力学治疗及激光外科等领域的临床应用具有重要科学意义和实用价值:在国际上首次发现透皮给药系统中的渗透促进剂提高皮肤光透明的效率,从而显著提高探测和治疗光在生物组织中的穿透深度和光学成像对比度。在国际上首创超声波导入的生物组织光透明技术,取得了无损物理导入在体皮肤光透明技术的突破性进展。该创新技术具有安全、高效和无损的特点,能够有效改善人体皮肤OCT成像深度和对比度,具有重大的科学意义和临床实用价值。在国际上首次发现光透明剂/渗透促进剂/超声波导入提高在体皮肤光透明效率的协同作用,明确组合技术在提高OCT在皮肤中的成像深度和对比度上效果更优,在生物医学光学检测、光动力学治疗和激光外科领域的临床应用具有重大价值。发现葡聚糖(代血浆)是实现在体血管内流动血液光透明作用的安全、有效的光透明剂,并在国际上首次发现红细胞聚集是血液光透明作用的重要影响因素。对于血管内内窥OCT及其它光学成像技术在血管性疾病诊断上的临床应用具有重要意义。在国际上首创反映流动血液红细胞聚集的新参数,即光相干相位分辨多普勒断层成像中的多普勒频谱方差,创建光相干相位分辨多普勒断层成像技术检测流动血液红细胞聚集状态。项目组从事生物医学工程领域的研究,第一完成人在2014、2015年中国高被引学者生物医学工程领域位列第3和第7。受到了国际同行专家美国麻省理工学院(MIT)化学工程系Robert Langer教授和Daniel Blankschtein教授、俄罗斯萨拉托夫州立大学Tuchin教授等100多名专家的认可与高度评价;项目组与美国加州大学尔湾分校Beckman激光研究所Zhongping Chen教授建立了长期的合作关系。
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