早期腫瘤病灶的檢測對(duì)提升患者的存活率具有重要意義,但由于其實(shí)現(xiàn)難度較高而一直是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)難題�，F(xiàn)有的醫(yī)學(xué)造影成像方法使用的納米粒子作為造影劑主要依賴人體循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行大面積輸送,缺乏局部靶向傳輸所需的外力驅(qū)動(dòng)和引導(dǎo),易導(dǎo)致機(jī)體的毒副作用、低靶向性和低療效等。而基于納米機(jī)器人的腫瘤檢測系統(tǒng)雖然可以提高效率,但其需要腫瘤的具體位置信息作為先驗(yàn)知識(shí),而受目前醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的限制,早期腫瘤病灶的位置信息是難以獲取的。因此,本文擬提出一種能夠綜合以上兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)的全新的腫瘤檢測系統(tǒng),在不需要腫瘤位置信息作為先驗(yàn)知識(shí)的條件下利用納米機(jī)器人實(shí)現(xiàn)直接靶向檢測的目的。本課題旨在從計(jì)算的角度設(shè)計(jì)基于納米機(jī)器人的可操控智能納米系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以利用早期腫瘤病灶誘發(fā)的活體組織環(huán)境的變化控制納米機(jī)器人對(duì)高危組織進(jìn)行有規(guī)律搜索,最終實(shí)現(xiàn)腫瘤病灶的檢測。運(yùn)用這種方法進(jìn)行早期腫瘤檢測時(shí)無需腫瘤病灶位置的先驗(yàn)知識(shí),同時(shí)可以極大提高檢測效率。論文的主要研究內(nèi)容如下:分析了早期腫瘤病灶所誘發(fā)的生物組織環(huán)境的特異性變化進(jìn)而提出了“生物梯度場”的概念,介紹了可用于腫瘤病灶檢測的外部可控磁性納米機(jī)器人系統(tǒng),并對(duì)群體智能算法的計(jì)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的作用原理

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文圖1-2量子點(diǎn)探針的被動(dòng)和主動(dòng)靶向示意圖[25]Fig.1-2Passivetargetingandactivetargetingforquantumdotprobes[25]有藥物的磁性聚合物微粒運(yùn)輸至海拉細(xì)胞達(dá)到了將磁性微型馬達(dá)用于直接藥物傳輸?shù)哪康腫34]。該校的VictorGarcia-Gradilla等人證明了用超聲驅(qū)動(dòng)的納米線馬達(dá)可以快速地將藥物運(yùn)輸至癌細(xì)胞，并且可以通過光觸發(fā)進(jìn)行藥物釋放[35]。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Nelson等人設(shè)計(jì)出了用于靶向藥物輸送的電磁納米機(jī)器人，且藥物的釋放也可以通過磁場的觸發(fā)實(shí)現(xiàn)[36]。圖1-3多功能磁性納米粒子結(jié)構(gòu)示意圖[14]Fig.1-3Schematicdiagramofmagneticnanoparticlepossessingvariousligandstoenablemultifunc-tionality[14]目前，除了在體外對(duì)微納機(jī)器人的醫(yī)學(xué)應(yīng)用進(jìn)行了大量研究外，其作用在體內(nèi)的研究也已經(jīng)開展，并取得了一定的成績(如圖1-4所示)[37]。在各種微納機(jī)器-4-

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文圖1-2量子點(diǎn)探針的被動(dòng)和主動(dòng)靶向示意圖[25]Fig.1-2Passivetargetingandactivetargetingforquantumdotprobes[25]有藥物的磁性聚合物微粒運(yùn)輸至海拉細(xì)胞達(dá)到了將磁性微型馬達(dá)用于直接藥物傳輸?shù)哪康腫34]。該校的VictorGarcia-Gradilla等人證明了用超聲驅(qū)動(dòng)的納米線馬達(dá)可以快速地將藥物運(yùn)輸至癌細(xì)胞，并且可以通過光觸發(fā)進(jìn)行藥物釋放[35]。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Nelson等人設(shè)計(jì)出了用于靶向藥物輸送的電磁納米機(jī)器人，且藥物的釋放也可以通過磁場的觸發(fā)實(shí)現(xiàn)[36]。圖1-3多功能磁性納米粒子結(jié)構(gòu)示意圖[14]Fig.1-3Schematicdiagramofmagneticnanoparticlepossessingvariousligandstoenablemultifunc-tionality[14]目前，除了在體外對(duì)微納機(jī)器人的醫(yī)學(xué)應(yīng)用進(jìn)行了大量研究外，其作用在體內(nèi)的研究也已經(jīng)開展，并取得了一定的成績(如圖1-4所示)[37]。在各種微納機(jī)器-4-

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]納米機(jī)器人的發(fā)展和趨勢(shì)及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用[J]. 周陳霞,徐萬和.  機(jī)械. 2011(04)
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本文編號(hào)：3317581