基于二次谐波和双光子激发荧光非线性光学效应的肠微结构成像

【摘要】：腺瘤性息肉是一种始发在结肠粘膜的息肉,具有很高的癌变率。早期发现腺瘤息肉恶变,是改善大肠癌预后的有效途径。早期腺瘤息肉一般发生在黏膜层,黏膜层主要成分的形态学和分布的变化都与肠道组织的病理学密切相关。因此,肠道黏膜层的微结构成像对早期肠癌的检测和防治有重要的作用。近几年来,基于二次谐波和双光子激发荧光非线性光学效应产生的多光子显微成像技术,能对生物组织的微结构进行成像。在早期消化道癌症诊断方面呈现出很强的可行性和广阔的应用前景,也成为生物医学光子学一直研究和关注的热点。在本论文中,首先,我们通过了多光子显微成像技术的多通道模式,对老鼠正常新鲜未经过任何处理的十二指肠和结肠组织的黏膜层进行成像,获得了柱状细胞、杯状细胞、肠腺等微结构特征,这些特征与H＆E染色图像显示的结果一致。研究表明,多光子显微成像技术能够从亚细胞水平对正常新鲜的肠组织黏膜层的微结构进行成像。接着,利用多光子激发显微技术,我们研究了人体结肠正常黏膜、管状腺瘤和锯齿状腺瘤的形态学特点,将所得的结果与病理切片H＆E染色图像作比较,二者得到的数据也是吻合的。研究结果表明,基于非线性光学效应的多光子显微成像有着与病理学相当的分辨率,能够对病变过程中肠组织的微结构变化进行成像。总之,我们的研究表明,多光子显微成像技术能为人体肠道组织的生理学和病理学提供更加丰富、更加精确的信息。随着多光子显微成像技术与内窥镜相结合的发展,在不久的将来,多光子显微成像技术有可能实现对肠道疾病实时活体的诊断。