大鼠缺血脑组织及其动脉血的太赫兹波吸收特性研究

摘要

近年来，太赫兹发射和探测技术飞速发展，使得太赫兹波技术引起了国内外研究机构和学者们的极大关注，现如今，太赫兹波技术已经广泛用于国防、安检、生物医学等许多科研和应用领域。太赫兹时域光谱技术是基于飞秒超快激光技术的太赫兹波光谱测量新技术，它主要是利用电光取样或光电导取样的方法将从待测样品透射或者反射回来的太赫兹电场的时域波形记录下来经过相关计算得到待测样品的太赫兹波相关光学参数。本论文主要是采用新的生物材料太赫兹参数提取方法对不同缺血时间的大鼠脑组织样本和大鼠动脉血液进行研究和分析，现将本论文主要研究成果介绍如下：
　　（1）针对生物材料在太赫兹波段吸收强度较高的，对固态和液态两种生物材料，采用不同的参考光测量方法，提出了一种新的生物材料在太赫兹波段相关光学参数的提取方法，运用此方法能更加精准的计算出待测生物材料在太赫兹波相关光学参数。
　　（2）基于上述生物材料的太赫兹光学参数提取方法，运用Python语言编写了一个生物材料太赫兹波光学参数提取软件，运用该软件，能更快得到待测生物样品的时域光谱、频域光谱、相位谱、吸收光谱、折射率以及消光系数等参数并进行可视化操作。
　　（3）利用太赫兹时域光谱仪对缺血大鼠脑组织进行了研究，得到不同缺血时间大鼠脑组织在0.4 THz～0.95 THz频段内的吸收光谱，结果表明0.4～0.95THz频段内缺血时间不同的大鼠脑组织对太赫兹波呈现出各异的吸收特性是由于缺血所致脑损伤级联反应中的兴奋性氨基酸、无氧呼吸所产生的中间产物以及钙离子超载导致一氧化氮被大量合成所造成，这对于研究脑缺血损伤的病理和分子机制具有重要指导作用。
　　（4）利用太赫兹时域光谱仪对缺血大鼠动脉血液进行了研究，得到其对于太赫兹波0～0.8THz频段内的吸收系数，结果表明血液对太赫兹波的吸收系数随着浓度的升高而降低，这说明太赫兹时域光谱技术可用于对血粘度进行实时的检测和监测，对于预防和治疗由于高粘度血症所引起的心血管疾病具有重要作用。

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1 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 太赫兹波的产生和探测技术

1.3 太赫兹波对生物体影响

1.4 太赫兹技术在生物医学等领域的国内外研究进展

1.5 本论文的章节安排

1.6 本章小结

2 太赫兹时域光谱技术与生物材料太赫兹波段光学参数提取模

2.1 太赫兹时域光谱技术

2.2 生物材料太赫兹波段参数提取模型及软件实现

2.3 本章小结

3 基于太赫兹时域光谱技术的缺血大鼠脑组织吸收特性研究

3.1 脑缺血简介

3.2 样品制备与方法

3.3 结果及讨论

3.4 结论

3.5 本章小结

4 基于太赫兹时域光谱技术的血粘度检测

4.1 血液粘稠度检测的意义

4.2 样品制备与方法

4.3 结果及讨论

4.4 结论

4.5 本章小结

5 总结

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录