[发明专利]一种基于太赫兹检测角膜水分的方法

说明书

技术领域

本发明属于太赫兹光谱和成像领域，尤其涉及一种基于太赫兹检测角膜水分的方法。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1THz～10THz远红外波段的相干电磁辐射。它处于电磁波谱中电子学向光子学过渡的特殊位置而具有透视性、安全性、光谱分辨本领等独特的性质，具有非常重要的学术价值和应用前景。随着太赫兹科学技术的发展，太赫兹光谱及成像在生物学、医学疾病诊断、材料科学、军事以及化学基础研究等许多领域展现出巨大的应用潜力，并迅速成为一个令人关注的前沿研究方向。

对水具有高度的敏感性是太赫兹波最基本的独特性质，太赫兹波能够有效地检测到水溶液里离子之间的协同性，而对生物组织的水分变化更是具有高灵敏度。这就使太赫兹波有可能最适用于角膜的水分检测。最近，有研究者对离体的动物角膜水分进行了太赫兹检测成像，证明了太赫兹波检测角膜水分的可行性，并展现了太赫兹技术在眼科学领域的应用潜力（D.B.Bennett,Z.D.Taylor,D.Sassoon,P.Tewari,R.D.Johnson,R.Singh,M.O.Culjat,J.-P.Hubschman,and W.S.Grundfest,“Terahertz sensing in corneal tissues,”J.Biomed.Opt.,vol.16,p.8,2010.）。

目前，角膜组织的水分通常是间接测量得到。主要通过超声或者光学断层扫描(Optical Coherence Tomography，OCT)对检测到的中央角膜厚度（Central Corneal Thickness,CCT）加以线性拟合推算所得。

角膜厚度的超声测量原理是利用超声的声波脉冲，根据其遇到的声界面密度的不同出现回声量的差异探测到角膜后表面的回声，计算出声波到达角膜后表面所需的时间，它与声波在角膜中传播速率的乘积即为角膜厚度。该方法为接触式测量方法，其缺点是检查前需行角膜表面麻醉，检查中直接接触角膜，有引起角膜继发感染的可能。接触式检查过程中容易移除7～40μm厚的泪膜层，角膜上皮容易被压薄，测量时对操作者技术和患者的配合要求较高，连续多次测量时难以精确定位。

光学相干断层扫描仪(optical coherence tomography，OCT)测量角膜厚度是非接触式的测量方法，其原理与超声测量基本相同。由于不同的生物组织具有不同的光学散射性，通过超级二极管将近红外低相干光照射到待测组织后，光的相干性产生干涉，从而对浅层生物组织进行横断面成像和定量分析。

由于上述方法并不能进行角膜水分的直接测量，因而测量结果精确度也并不高，其拟合计算结果的误差竟高达20%，并且只是单点检测，不能获得精确的水分空间分布信息。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于太赫兹检测角膜水分的方法，旨在解决现有技术无法直接测量角膜水分，无法获得精确的水分空间分布信息的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于太赫兹检测角膜水分的方法，所述方法包括：

S101、控制向角膜某一位置发送太赫兹波，测量太赫兹脉冲经过角膜之后的样品波形E_s(ω)；

S102、依据该E_s(ω)计算出角膜组织的有效复介电常数ε_eff；

ϵeff=n~2]]>公式1；