太赫兹波是频率在0.1-10THz的电磁波，介于微波与红外光之间，兼具两者部分特性。太赫兹源作为产生太赫兹波的装置，在医疗诊断中展现出独特潜力，其应用原理基于太赫兹波与生物组织的特异性相互作用，而应用场景则覆盖肿瘤筛查、皮肤疾病诊断、生物分子分析等多个领域。
太赫兹源
太赫兹源在医疗诊断中的核心原理
太赫兹源的医疗诊断应用核心是利用太赫兹波与生物组织的特征相互作用规律，通过分析信号变化反推组织的病理状态。
生物组织的太赫兹波特征响应
生物组织的成分和微观结构会直接影响其对太赫兹波的吸收、反射、散射或透射特性：
- 分子振动与转动的“指纹性”：生物大分子的低频振动和分子间相互作用在太赫兹波段有特征吸收峰。病变组织中，蛋白质变性、DNA损伤或代谢异常会导致这些“指纹”改变，可被太赫兹源检测到。
- 介电特性差异：正常组织与病变组织的介电常数、电导率存在显著差异。例如，肿瘤组织因代谢活跃，水分含量、血管密度高于正常组织，其介电常数在太赫兹波段会明显升高，导致太赫兹波的吸收或反射信号变化。
- 穿透性与安全性：太赫兹波能量极低，不会引发生物组织电离损伤，适合多次重复检测；同时，它对非极性物质穿透性较强，但对极性分子吸收较强，这一特性使其既能穿透表皮等浅层组织，又能通过水分分布差异区分病变。
太赫兹信号的检测与分析
太赫兹源发射的太赫兹波与生物组织作用后，通过探测器收集反射、透射或散射信号，再通过算法将信号转化为太赫兹图像或太赫兹光谱：
- 太赫兹成像：通过扫描组织表面，生成二维/三维图像，图像对比度由组织对太赫兹波的吸收/反射差异决定，可直观显示病变区域的位置和形态。
- 太赫兹光谱：通过分析太赫兹波的频率-强度关系，提取病变组织的“分子指纹”，实现对病变类型的定性或定量判断。
太赫兹源在医疗诊断中的应用
肿瘤早期筛查与诊断
肿瘤组织与正常组织的结构和代谢差异会导致太赫兹波响应显著不同，因此太赫兹源可用于多种肿瘤的早期检测：
- 乳腺癌诊断：乳腺组织主要由脂肪和腺体构成，乳腺癌组织因细胞异常增殖，水分和血管密度远高于正常组织。太赫兹波对乳腺组织的穿透深度约1-2cm，通过太赫兹成像可清晰区分肿瘤与正常组织的边界，且灵敏度高于传统超声。
- 皮肤癌诊断：皮肤癌的病变区域与正常皮肤的角质层厚度、细胞结构差异显著。太赫兹波可穿透皮肤表层，通过成像显示病变的形态和范围，且无需活检，避免了传统病理活检的创伤。
- 肝癌/胃癌筛查：通过内镜结合太赫兹源，可对消化道内壁组织进行太赫兹光谱分析。研究发现，肝癌细胞的蛋白质变性会导致太赫兹波段吸收峰偏移，而胃癌组织的黏液分泌异常会改变太赫兹波的反射信号，实现早期癌变的无创识别。
皮肤疾病诊断
皮肤是人体最外层组织，太赫兹波的浅层穿透性使其在皮肤疾病诊断中优势显著：
- 银屑病（牛皮癣）：银屑病患者皮肤角质层细胞增殖过快，含水量和脂质分布与正常皮肤不同。太赫兹光谱显示，病变区域在0.3-1.5 THz波段的吸收系数比正常皮肤高20%-30%，通过太赫兹成像可量化病变面积和严重程度，辅助评估治疗效果。
- 烧伤深度判断：烧伤后皮肤组织的水分蒸发和结构破坏会改变太赫兹波响应。浅度烧伤的太赫兹反射信号与正常皮肤差异较小，而深度烧伤因组织坏死、水分潴留，反射信号会显著减弱，太赫兹成像可快速区分烧伤深度，指导治疗方案（如是否需植皮）。
牙科与眼科诊断
- 牙科应用：牙齿的釉质、牙本质、龋齿对太赫兹波的响应不同。釉质对太赫兹波吸收弱，而龋齿区域因细菌代谢产生酸性物质，导致矿物质流失、水分增加，对太赫兹波吸收显著增强。太赫兹源可通过成像识别早期龋齿，灵敏度远高于传统X光。
- 眼科应用：角膜病变或晶状体混浊会改变眼部组织的太赫兹波透射特性。太赫兹波可穿透角膜，通过检测透射信号强度变化，判断角膜水肿程度或白内障早期病变，且无辐射风险。
生物分子与病原体检测
太赫兹波的“分子指纹”特性可用于生物分子的快速分析，辅助感染性疾病诊断：
- 蛋白质结构分析：蛋白质的折叠/变性会导致太赫兹波段吸收峰变化，太赫兹光谱可识别这种结构异常，为神经退行性疾病提供早期标志物。
- 病原体识：细菌、病毒的细胞膜蛋白或核酸在太赫兹波段有特征吸收，太赫兹源结合微流控芯片可快速检测体液中的病原体，实现感染性疾病的快速诊断。
太赫兹源欢迎咨询中瑞先创，400-001-3352
