偏振反射光谱在生物医学光子学中的应用分析

李宣怡

【摘 要】随着社会的发展，时代的进步，我国的经济和科技水平显著发展，与此同时，人们对自身健康状况越来越重视。近些年来，偏振反射光谱在生物医学光子学方面的运用越来越频繁，这是新时代发展速度十分迅速的一种最新型诊断细胞组织信息的手段。可以通过仪器直观的将人体的细胞以及组织的化学组分表达出来，而且还具有快捷方便、价格低廉等特点，所以可以更好的帮助医师在肿瘤或生物上皮黏膜异常的早期治疗中做出诊断，对其中一些疾病有特别重要的应用价值。本文中，主要对偏振反射光谱进行了探索与分析，根据其特点，讲述了偏振反射光谱在生物醫学方面的发展，同时也为生物医学的快速发展提供了良好的保障。

【关键词】偏振反射光谱；生物医学；肿瘤；上皮组织

根据近几年的一份关于癌症的调研报告显示，在当今社会中，死于癌症的人越来越多，虽然他们之中有很多都可以在早期的治疗中被治愈，但是由于现有的设备不够先进以及患者检查时间过晚，导致其错过了最佳的预防、治疗时期。在医学上，癌症是指起源于上皮组织的恶性肿瘤，是恶性肿瘤中最为常见的一类。一般的，人们所说的“癌症”习惯上泛指所有的恶性肿瘤。如果在早期就利用反射光谱将癌症早期的上皮组织以及发生变异的组织进行搜集有关的光谱信息，并且对之进行分析，就可以提高患有癌症病人的早期诊断率以及存活率。早在十九世纪，光谱就被提出做一些化学分析的课题，这项技术就已经渐渐成熟，并且在各个领域中都有运用。本文主要是对偏振反射谱的测量手段进行了介绍，并且还对其在生物医学光子学领域中的应用进行了分析，希望偏振光谱可以对未来的生物医学带来巨大的作用。

1 偏振放射光谱在生物组织中的判别及诊断

1.1 偏振效应

这是散射光中最为基础最为重要的一个特点。在当今社会，利用偏振光将生物体内的细胞或组织的偏振信息反应出来。然后由于其与一些介质会发生反应并互相作用，之后的反射光就可能附着自己本身的特性决定的信息，这也是能利用改变偏振状态的方法之后再研究分析得出结论。这种办法经济快捷，而且还能去除细胞以及组织可能产生的镜面反射。在必须要对肿瘤组织进行研究分析时，当偏振光照射之后，发病组织与健康组织散射光的偏振度一定会有极大的差别，于是我们就可以根据这种的差别，来降低组织前后散射光的作用， 可以令肿瘤组织的信息被更好的获取。

1.2 偏振度

这是偏振反射光谱的一个很重要很特别的数据参量。也就是有一束光通过组织的不同界面进行反射时，因为水平及竖直方向的反射系数都不相同，这就会间接导致其在经过了数个反射界面之后的偏振度分布十分不均匀，会有很大的差异。

在反射光经过了很多界面之后，我们就可以利用其偏振度来研究判断偏振态的改变，从而能获得细胞及组织的一些详细光谱信息。而且在生物医学光子学中，绝大多数的生物体内的细胞组织对于一般的光都具有高散射与低吸收的特性。

2 剩余线偏振度对皮肤病的诊断作用

根据我们对光散射的反复试验之后可以得出结论，在对细胞、组织以及介质进行强光测量时，其特点会发挥极大地作用，特别是在后向散射的剩余偏振度中，所以，利用线偏振以及漫反射光谱手段获得细胞、组织的轮廓光学影像和特性。在对皮肤病的诊治当中，如果该患者的散射系数、传播长度、衍射参数以及异性因子的数据与正常数据相比都没有达到正常标准，那么也就可以说该患者一定具有某种皮肤病。然后就可以根据具体的数据信息以及对光谱的判断，进一步对患者做出诊断结果以及治疗方法。

3 偏振反射光谱在口腔黏膜组织中的应用

随着社会的发展，我国的经济水平不断提高，我国在饮食习惯越来越不好，间接导致国人在饮食方面没有规律，更没有对口腔有一个较好的保护措施，就会十分容易的导致人们得各种各样的口腔疾病。在这些疾病中，最为严重就是口腔癌，口腔癌是发生在口腔的恶性肿瘤的总称，其中大部分属于鳞状上皮细胞癌，也就是所谓的黏膜发生了突变。在临床实践中，口腔癌一般都包括牙龈癌、舌癌以及发生于颜面部皮肤黏膜的癌症等，口腔癌也是头颈部较常见的恶性肿瘤之一。在传统的治疗方法，大多数都会酌情选择手术切除、放射、化学及中药治疗，但是这些方法往往都会对病人造成生理以及心理上的伤害。现在利用线偏振反射光谱就可以在发病的前期对口腔内的上皮层细胞或组织进行检测，分析它的散射光信息，从而对反应出的细胞核大小改变以及组成成分进行研究分析，最后就可以根据病变组织与正常组织的差异，分辨出正常上皮组织以及癌变组织。

4 结语

随着时代的进步，我国科技发展速度越来越快，人们对自身健康状况越来越重视，每个国家都希望可以攻克某一类疑难病症。尽管国际上的许多科学家都为偏振特性的研究做出了巨大的贡献，但是以目前来看，利用偏振反射光谱对一些生物学病理做出诊断仍十分困难。我国早已开始对光谱技术的研究，这种技术对我们人类十分重要，虽然现在各项技术不太成熟，但是随着科技的不断提高，偏振反射光谱技术一定会对生物医学光子学做出巨大的贡献。

【参考文献】

[1]鞠栅，邓勇，鲁强，骆清铭.用于偏振散射光谱术研究的并行蒙特卡罗程序[J].光学学报.2007（03）.

[2]邓勇，鲁强，骆清铭.Determining particle size distribution and refractive index in a two-layer tissue phantom by linearly polarized light[J].Chinese Optics Letters.2006（01）.endprint