研究目的
研究无标记、偏振敏感光学相干断层扫描(PS-OCT)区分脑肿瘤与正常脑组织的可行性。
研究成果
偏振敏感光学相干断层扫描(PS-OCT)能够区分白质、灰质与胶质瘤,其中白质表现出更高的双折射特性。胶质瘤与灰质在相位延迟方面无法区分。PS-OCT具有术中指导脑肿瘤切除的潜力,可通过识别边界实现精准操作,但需进一步改进——例如直接测量双折射特性及采用更多PS-OCT参数。
研究不足
该研究采用累积相位延迟法,可能存在相位卷绕效应且无法直接测量组织双折射强度。人脑组织并非切除后立即成像,且未包含正常人脑组织;以猪脑作为替代样本。样本量较小(两名患者),仅凭相位延迟可能无法区分灰质与肿瘤。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用基于迈克尔逊干涉仪的自制偏振敏感光学相干断层扫描(PS-OCT)系统测量脑组织的双折射特性。通过计算相位延迟来量化双折射,并利用直方图分析进行统计量化。
2:样本选择与数据来源:
选取两名II级和II-III级胶质瘤患者的离体样本,以及作为对照组的健康猪脑组织。样本经福尔马林固定后切片成像。
3:实验设备与材料清单:
PS-OCT系统组件包括高速扫频激光器(HSL-20-50,SANTEC)、平衡光电探测器(PDB480C-AC,Thorlabs)、数字化仪(NI-PXIe 5162,美国国家仪器)、波形发生器(AFG-2225,GW Instek)及软件(LabVIEW、MATLAB 2016a)。
4:实验流程与操作步骤:
使用PS-OCT系统扫描组织,通过MATLAB离线处理数据以分析强度和相位延迟,并从选定区域生成直方图。
5:数据分析方法:
采用arctan(Av/AH)/2公式计算相位延迟,并通过直方图分析比较不同组织的双折射水平。
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获取完整内容-
Balanced photo detector
PDB480C-AC
Thorlabs
Extracts interference signal with less contamination by non-interference signal in the PS-OCT system.
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High speed swept laser
HSL-20-50
SANTEC
Light source for the PS-OCT system, providing swept laser light for imaging.
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Digitizer
NI-PXIe 5162
National Instrument
Samples interference signals in the PS-OCT system.
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Waveform generator
AFG-2225
GW Instek
Controls the y-galvanometer for volumetric scanning in the PS-OCT system.
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Software
LabVIEW
National Instruments
Controls x-galvanometer and digitizer in the PS-OCT system.
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Software
MATLAB 2016a
MathWorks
Used for offline data analysis, including intensity and phase retardation processing and histogram analysis.
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