[发明专利]一种反射式实时肿瘤成像方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于肿瘤成像领域，具体涉及一种反射式实时肿瘤成像方法及系统。

背景技术

脑胶质瘤是起源于神经胶质细胞的肿瘤，其恶性程度极高，5年病死率在全身肿瘤中仅次于胰腺癌和肺癌，位列第3位。脑胶质瘤的色泽、质地与周围正常脑组织界限并不明显，所以肉眼下肿瘤边界的鉴定非常困难，手术过程中难以掌握切除边界。

脑胶质瘤治疗领域迫切需要一种实时成像的分辨肿瘤边界的技术，太赫兹生物成像特征为解决这个需求提供了技术前景。

常规技术中，如术中MRI、荧光等技术不能快速实时成像；B超技术空间分辨率低；细胞学特征不够深入，对细胞内生物大分子探测能力较差，不具有潜在的区分肿瘤组织普通病理及分子病理类型的潜力；荧光、X线等技术要么有电离辐射、或者需药物注射等特点。本专利发明了一种反射式实时分辨肿瘤边界的太赫兹成像系统。

目前国际上公开发表的太赫兹肿瘤成像方法均是透射成像，需要将肿瘤切割下来，并将样品低温冰冻后切薄片，太赫兹照射切片透射后，再经过探测器接受成像，这种方法不能在手术中实时监测。

发明内容

为了解决常规成像技术在肉眼下肿瘤边界的鉴定困难，手术过程中难以掌握切除边界的问题，本发明提出一种反射式实时肿瘤成像方法及系统，避免了肿瘤取样活检及切片，可以作为术中在体实时成像肿瘤的新方法。

本发明的技术解决方案是：

一种反射式实时肿瘤成像方法，包括以下步骤：

步骤1：对整形为平行光斑形状的太赫兹波进行极化处理；所述极化处理包括以下步骤：

a)太赫兹波经第一极化线栅偏振片的过滤，得到垂直于XY平面的极化线偏振波；所述X方向为太赫兹探测器的探测方向，所述Y方向为竖直方向；

b)极化线偏振波被第二极化线栅偏振片全反射；所述第二极化线栅偏振片的偏振方向与第一极化线栅偏振片的偏振方向垂直；

c)反射后的极化线偏振波被四分之一波片转换为圆偏振波；

步骤2：待检组织反射的圆偏振波信号经所述四分之一波片转换为平行于XY平面的极化线偏振波信号，沿原路返回，全部穿过第二极化线栅偏振片；

步骤3：极化线偏振波信号被太赫兹探测器所采集，得到一个位置处的像；

步骤4：实时调整圆偏振波的照射位置，对待检组织进行扫描，实现不同位置处的成像。

优选地，上述步骤1中的整形包括采用两个Galvano反射镜消除干涉条纹的步骤。

本发明还提供一种反射式实时肿瘤成像系统，包括太赫兹源、太赫兹探测器，其特殊之处在于：还包括太赫兹整形单元、极化单元、移动平台和偏振转换单元；

上述整形单元包括至少一个光学凸透镜或离轴抛物面镜，用于太赫兹波整形为平行光斑；

上述极化单元包括第一极化线栅偏振片和第二极化线栅偏振片；

上述第一极化线栅偏振片对整形单元输出的太赫兹波进行极化；

上述第二极化线栅偏振片反射第一极化线栅偏振片极化后的线偏振波，以及将待检组织反射回来的线偏振波信号透射至太赫兹探测器；

上述偏振转换单元包括四分之一波片，用于线偏振波转换为圆偏振波以及将待检组织反射回来的圆偏振波信号转换为线偏振波信号；

上述移动平台用于实时调整线偏振波的照射位置；

上述太赫兹探测器用于采集透过第二极化线栅偏振片的信号并成像。

优选地，该成像系统还包括滤波单元，上述滤波单元包括两个Galvano反射镜，用于消除平行光斑的干涉条纹。

优选地，上述整形单元包括位于滤波单元入射光路中的凸透镜与位于滤波单元出射光路中的凸透镜。

优选地，上述太赫兹源采用量子级联激光器，或基于激光非线性晶体差频产生的源，或基于飞秒激光光电导开关的源，也可以是其他类型的太赫兹源。

优选地，上述移动平台包括第一平面反射镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜、第四平面反射镜，第一平面反射镜及第二平面反射镜相互平行，第三平面反射镜及第四平面反射镜相互平行；所述第三平面反射镜位于第二平面反射镜的反射光路中；所述第一平面反射镜能够沿x方向平移，所述第二平面反射镜位置保持固定；所述第三平面反射镜能够沿z方向平移，所述第四平面反射镜位置保持固定。