《太赫茲光譜技術用於婦科癌瘤診斷研究》是依託首都師範大學，由張卓勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：太赫茲光譜技術用於婦科癌瘤診斷研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張卓勇
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
快速、非侵入和無傷害的癌瘤組織診斷新技術對於人們預防和治療癌症是非常重要的。本項目擬採用太赫茲（Terahertz，0.03 mm～3 mm間的電磁輻射）技術結合化學計量學對婦科癌瘤組織的診斷方法及診斷模型的建立與驗證進行系統的研究。本項目的主要研究內容包括：（1）太赫茲光譜技術測量癌瘤組織的方法；（2）建立2-3種癌瘤組織太赫茲光譜的特徵提取方法；（3）建立2-3種適合太赫茲光譜技術進行癌瘤鑑定的分類模型，並對其進行統計學驗證。本項目的創新點是把太赫茲光譜和成像技術與化學計量學相結合，為太赫茲技術的發展提供支撐，為化學計量學新方法的研究與套用提供更廣闊的領域。本項目的目標是為太赫茲技術檢測生物組織樣本提供實驗依據和科學支持，為進一步利用太赫茲技術開展生物醫學科學研究和發展臨床使用的太赫茲檢測設備奠定基礎。研究結果對太赫茲技術在生命科學中的套用和癌瘤早期診斷新技術的開發將具有重要的幫助。
結題摘要
太赫茲（Terahertz, THz）波是指位於微波與紅外線之間頻段（0.03 mm-3 mm）的電磁波。太赫茲頻段是電磁波中由電子學向光子學過渡的特殊區域，也是巨觀經典理論向微觀量子理論的過渡區域，具有重要的科學研究價值和套用價值。由於太赫茲波的光子能量只有X射線光子能量的百萬分之一，不會對活體生物組織產生有害的光致作用，因而特別適合於活體組織和細胞的檢測。太赫茲技術（包括太赫茲成像與太赫茲光譜）可望成為新一代的醫學診斷檢測系統。本項目對太赫茲光譜技術在癌組織診斷和生物醫藥檢測方面的套用進行了系統的研究。本項目的研究工作主要包括以下幾個方面：（1）對子宮頸癌組織的太赫茲吸收光譜進行變數篩選，模型最佳化，模型驗證，得到四種癌組織診斷方法。我們分別採用一種模糊規則專家系統（Fuzzy Rule-based Expert System, FuRES）和一種模糊最佳化聯想記憶網路（Fuzzy Optimal Associative Memory, FOAM）方法對婦科宮頸癌樣本的診斷鑑別進行了系統的研究，取得了滿意的結果。我們還對宮頸癌組織樣品的太赫茲光譜經過主成分正交信號校正（PC-OSC）預處理後，分別使用支持向量機（SVM）和偏最小二乘（PLS）建立分類診斷模型，分類正確率均在93%以上。（2）我們研製開發了一個基於瀏覽器/伺服器（Browser/Server）技術的太赫茲光譜資料庫。該數據收集了240多條太赫茲光譜數據，該資料庫系統可持續更新和完善。我們開發了一套太赫茲光譜解析軟體，該軟體具有光譜數據預處理和建模的全面功能，為太赫茲光譜技術的擴大套用於更多的實際問題奠定了技術基礎。（3）基於太赫茲時域光譜技術與化學計量學的結合，建立了多種採用太赫茲時域光譜技術對同分異構胺基酸和糖的分析方法。我們針對糧食中農藥分析檢測的要求，探討了利用THz-TDS對糧食中吡蟲啉等農藥分析的方法。我們採用糧食基體進行測試方法研究，這樣更具有實際意義。利用測得的太赫茲時域光譜計算出吸收係數，利用化學計量學方法對重疊光譜進行解析和建模。我們的研究工作表明，THz-TDS結合化學計量學方法在二組分、三組分的混合胺基酸和同分異構有機化合物分析中得到滿意的結果。在此基金工作的基礎上，利用太赫茲光譜技術對手性分子的分子間作用研究和分析工作仍在進行中。
