循環(huán)腫瘤細(xì)胞（Circulating Tumor cell,CTC）是腫瘤轉(zhuǎn)移的重要標(biāo)志,目前檢測CTC的技術(shù)大多為體外檢測或在體標(biāo)記的方法,光聲活體流式細(xì)胞術(shù)（in vivo Photoacoustic Flow Cytometry,PAFC）可以實(shí)現(xiàn)CTC的在體無標(biāo)記檢測。光聲效應(yīng)是指激光照射在生物組織時(shí),生物組織由于吸收光子能量產(chǎn)生熱膨脹并向外輻射超聲波的過程。本次碩士課題是基于光聲效應(yīng)檢測原理搭建PAFC系統(tǒng),通過撿測血管中CTC的數(shù)目實(shí)現(xiàn)黑色素瘤的早期診斷與對病情發(fā)展的監(jiān)測。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括圖像導(dǎo)航、光聲信號(hào)激發(fā)、光聲信號(hào)檢測與光聲信號(hào)處理四個(gè)模塊。圖像導(dǎo)航模塊主要采用CCD成像引導(dǎo)血管定位,從而引導(dǎo)激光激發(fā)被檢測物的光聲信號(hào);光聲信號(hào)激發(fā)模塊主要通過將高頻率脈沖激光塑形成楔形光斑聚焦血管位置,激發(fā)血管中被檢測物的光聲信號(hào);光聲信號(hào)檢測模塊主要是聲信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大與信號(hào)存儲(chǔ);光聲信號(hào)處理模塊中,存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)經(jīng)閾值法、作差法、單周期信號(hào)分析等方法處理確認(rèn)光聲信號(hào)來源于被檢測物。由于黑色素瘤細(xì)胞中所含的黑色素對1064 nm激光具有特異性吸收,相對于血液背景的吸收具有明... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

集合了多種模型的流式細(xì)胞儀檢測原理

圖 1-2.兩種光聲檢測設(shè)計(jì)模式圖。左圖為光分辨光聲檢測設(shè)計(jì)，激光聚焦于血管位置，非聚焦型超聲探頭接收光聲信號(hào)；右圖為聲分辨光聲檢測設(shè)計(jì)，非聚焦激光照射在被檢測血管，聚焦型超聲探頭接收光聲信號(hào)，探頭焦點(diǎn)與激光照射位置重合。Fig. 1-2. Two kinds of design for photoacoustic detection. The left part is the design of opticaresolution photoacoustic detection. Laser beam is focused on vessels and the non-focusedtransducer receives photoacoustic signals. The right part is the design of acoustic-resolutionphotoacoustic detection. Non-focused laser radiates on vessels and a focused transducer detectsphotoacoustic signals. The focus of the transducer is in the location of laser eradiation part.1.2.2 光聲檢測的應(yīng)用基于光聲效應(yīng)原理的技術(shù)有光聲顯微鏡[33]、光聲斷層掃描成像（PhotoacoustComputed Tomography，PACT）[34]、PAFC[35]等。光聲顯微鏡可應(yīng)用于氣態(tài)[36]、固態(tài)[37，38]、與液態(tài)[38，39]樣品的研究。在生物研究領(lǐng)域，光聲顯微鏡可應(yīng)用于腦部[40]、皮膚[41]等部位的檢測。光聲顯微鏡設(shè)計(jì)通常是將光纖激光器發(fā)射處的激光經(jīng)過一塊圓錐形棱鏡產(chǎn)生環(huán)形照明效果，環(huán)形照明光聚焦于組織，與超聲探頭的焦點(diǎn)重合，產(chǎn)生共聚焦的效果。超聲探頭可以檢測到一維超聲信號(hào)，將激光與超聲探頭移動(dòng)，對特定區(qū)域進(jìn)行快速掃描將獲取的

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文在不同位置，將獲取的信號(hào)通過算法進(jìn)行圖像重建。光聲成像技術(shù)雖然具有的分辨率與較深的檢測深度，但由于圖像重建需要一定的反應(yīng)時(shí)間，檢測反度低于 PAFC。PAFC 將血管作為天然的鞘管，檢測血液中靶細(xì)胞產(chǎn)生的光聲，與傳統(tǒng)流式細(xì)胞術(shù)功能類似，可以實(shí)現(xiàn)不同細(xì)胞信號(hào)的識(shí)別與計(jì)數(shù)。對于中的紅細(xì)胞（Red Blood Cells, RBCs）、白細(xì)胞（White Blood Cells, WBCs）、素瘤細(xì)胞（如 B16F10 細(xì)胞株）、血漿（Plasma）等成分對特定波長具有特異收，如 RBCs 對 532nm 波長具有特異性吸收等，根據(jù)吸收差異 PAFC 可以實(shí)血液中不同細(xì)胞的信號(hào)檢測（如圖 1-3 所示）。PAFC 檢測到的光聲信號(hào)為機(jī)，不僅可以從信號(hào)幅值進(jìn)行區(qū)分，還可以通過信號(hào)波動(dòng)特征進(jìn)行分析。血液同物質(zhì)產(chǎn)生的光聲信號(hào)差異不僅僅與對物質(zhì)對不同波長激光的特異性吸收[43]，也與被檢測物的大小[44]、形狀[45]等因素有關(guān)。


本文編號(hào)：3592738