颅脑创伤是神经外科最基本的问题之一，也是全球性的公共健康问题。全球每年大约有超过1000万人因创伤性脑损伤住院或死亡，轻度脑创伤约占75%。根据颅脑创伤程度的不同，可以将其分为轻度创伤、中度创伤和重度创伤。实现不同程度脑损伤的快速识别与分级是目前的检测难点，尤其是轻度脑损伤的检测。

脑创伤类型分为冲击性创伤和击打性创伤。冲击性创伤的原因是冲击波超压，巨大加速和减速损伤是冲击性损伤所特有的，机制复杂；击打性创伤的原因是撞击硬物损伤，非冲击性损伤也常见于交通事故、高处坠落、运动受伤、失足跌倒和工伤事故等。开展不同程度颅脑创伤的检测研究对其早期治疗具有非常重要的意义。

击打性创伤

当前，医学上用于定位脑功能区的主要方法有脑电图、脑磁图等基于脑部自发性电活动探测的电生理方法，以及正电子发射体层成像、功能磁共振等基于血氧依赖信号探测的代谢 / 血流方法等。这些方法可靠性差异大，原位成像耗时长且分辨率低，设备及检测费用昂贵，难以进行推广。因此，开发和使用可靠、方便、快速、清晰、经济的脑功能区定位技术，是神经外科脑创伤手术中一个亟待突破的难点。

 脑创伤会引起不同程度的脑水肿，并伴随有创伤半暗带。太赫兹波对水的高灵敏特性及太赫兹的生物指纹谱特性，为实现颅脑创伤的快速无标记诊断提供了新的契机。

首先采用自由落体模型装置制作大鼠脑创伤模型。击锤重30g，直径为1.3cm。重锤分别从5cm、25cm、35cm 高处下落打击鼠脑，致轻、中、重度脑创伤。

 THz-ATR 成像判断创伤灶及水肿区  

(a)核磁图，(b)实物照，(c)成像图，(d)A 和 B 两条直线对应 ATR 反射率曲线 

不同程度创伤检测 

 (a)核磁图，(b)实物图，(c)THz-ATR 成像图 

由上图可直接清晰的观察水分含量和细胞密度差异原理的病灶位置识别与水肿区域判定，研究以老鼠新鲜脑创伤离体样本为研究对象，根据轻、中、重不同创伤级别下病灶周围水肿区域面积大小的差异，完成了脑创伤模型的分级检测。结果显示，水肿区域较正常区域因更多水分含量造成对 THz 波更大的衰减。

THz三维重构成像技术能够实现毫米厚度以上新鲜生物组织信息的获取，有望应用于各种病变组织的病理学发展过程研究。