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自从Denk(1990)等人首次论述了双光子激发荧光显微扫描成像以来，以二次谐波等非线性效应作为信号源的多光子显微技术越来越受人们关注。因其具有非线性光学成像所特有的高空间分辨率和深成像深度，并且该成像技术可避免在光学成像中的荧光漂白效应，对生物组织有较低的杀伤性。是一种理想的非侵入生物活体的成像方法，在生物医学领域得到了广泛的应用，对该成像技术的研究也越来越受人们关注。由于二次谐波对组织微观结构变化的高度敏感性(非中心对称性结构的介质才能产生二次谐波)，且二次谐波成像技术无须染色、不需通过激发分子产生荧光就可以实现活体生物组织在分子水平的成像，所以二次谐波成像为某些疾病的早期诊断提供一种新型的具有三维高空间分辨率的手段。
然而由于生物组织内部各种成分折射率的高度不均匀性，导致生物组织对光的强散射，限制了光在生物组织中的穿透深度，光子很难达到更深的组织，这样二次谐波成像的深度和对比度就受到了很大的限制。以致激光成像技术只能应用在生物组织较浅层的诊断与成像，从而限制了激光在生物医学领域的应用。为了克服这个问题，人们做了很多努力，比如引进激光导光光学纤维结合医用激光器用于医学诊断和治疗，但因其成本较高、传输损耗以及操作控制等方面考虑，该技术目前尚不能普及。1997年，Tuchin V.V.提出了光透明技术(在不会对生物组织造成不可恢复的损伤的前提下，通过施加光透明剂改善生物组织中的散射体与基质(胞液和组织间液)间的折射率匹配，降低生物组织对光的散射，以达到光透明效果的技术)。该技术通过施加光透明剂于生物组织来改善生物组织中的折射率不匹配从而降低生物组织对光的散射，进而有效地提高光在生物组织中的穿透深度，为生物组织生理和病理的临床早期无损诊断提供更全面更准确的信息。
为了研究光透明剂对生物组织二次谐波成像的影响，本论文对光透明剂(甘油)应用于生物组织(兔动脉血管组织)前后的成像深度以及对比度进行对比研究，利用钛宝石飞秒激光激发光源、德国蔡司公司生产的LSM510 IIETA激光共焦扫描显微系统作为扫描显微系统，获得样品施加光透明剂(甘油)前后的二次谐波成像对比组图。本文实验证明了光透明剂(甘油)能够明显提高生物组织(兔动脉血管组织)二次谐波成像的深度和对比度。目前多数的研究小组用近红外反射光谱和相干光断层成像(OCT)研究光透明剂对生物组织非线性光学成像的影响。光透明剂对生物组织背向二次谐波成像的影响这方面的研究刚刚起步，由于前向二次谐波成像技术难以应用于对厚组织样品的研究，因此背向二次谐波成像诊断技术对临床医学诊断更有实际意义。本论文着重讨论光透明剂对背向二次谐波成像的影响，为光透明机理的研究提供实验数据，有助于推动血管疾病基于激光诊断和治疗的研究。
本论文共分为六部分对我们在光透明剂对生物组织二次谐波成像的影响研究方面所取得的进展进行介绍。
在绪论中，首先简要介绍了本论文的研究意义和研究背景，然后概要地论述了光透明效应的特点及其优势并简要介绍了二次谐波成像，最后指出了本论文的研究重点。
在第一章中，首先简要介绍了SHG产生的基本原理，由于生物组织产生的二次谐波最主要的转换源自胶原，不同生物组织中的二次谐波信号强弱与组织中的胶原含量密切相关，因此简要讨论了胶原产生的二次谐波强度与入射激光的关系；接着重点从飞秒激光系统、扫描显微系统和探测系统三个方面介绍了多光子显微成像系统的实验装置，并对其主要部分的结构和功能进行概括地介绍，与传统的光学显微镜成像技术相比较，突出多光子激光扫描共聚焦显微成像系统的优势。
在第二章中，本章着眼于论述光透明技术的作用机理，阐明了由于光透明剂具有很高的亲水性、渗透性，光透明剂能够扩散到生物组织内促进组织细胞脱水从而提高细胞内外、细胞之间的折射率的匹配(从宏观上讲，提高了生物组织中的散射介质与周围成份之间的折射率匹配)最终降低生物组织对光的散射作用，达到光透明的效果；并简要地介绍选择光透明剂的标准，强调光透明剂必须具有高渗透性和很高的亲水性、必须能够扩散到生物组织内促进组织内部各成分之间的折射率匹配、必须不会对样品造成不可逆的损害等方面条件。
在第三章中，本实验利用多光子激光扫描共聚焦显微成像系统每加深5 μm逐层进行扫描并获得添加光透明剂前后两组二次谐波成像的对比组图。对比分析这两组实验的二次谐波成像深度和同深度处的对比度，研究发现，成像深度从35μm提高到75μm，同深度处的成像对比度也有明显的提高。从而得出了光透明剂能够提高生物组织二次谐波成像深度和对比度。
在第四章中，在二次谐波成像过程中，使用系统自带工具ROI(Region ofInterest)获取实验数据(每一次成像的光强分布)。结合我们的实验数据，利用比尔-郎伯定律描述光强的衰减来分析光透明剂在成像深度方面的影响，并利用一个计算成像对比度的经验公式来分析光透明剂在成像对比度方面的影响。数据计算的结果与实验的直观结果相符合，为光透明效应理论提供有力的支持。
在第五章中，全文总结，对本论文在光透明剂对生物组织二次谐波成像的影响方面的研究所取得的进展进行总结。
相关研究结果已发表在激光生物学报，Frontiers of Optoelectronics inChina，中国科学，Journal of Physics：Conference Series等期刊杂志上。