基于X射線相襯CT的肝纖維化微血管定量分析與血管類型區(qū)分研究
本文關(guān)鍵詞:基于X射線相襯CT的肝纖維化微血管定量分析與血管類型區(qū)分研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:X射線相襯成像(phase-contrast imaging,PCI)能夠大幅度提高圖像的襯度,特別適用于區(qū)分具有微小密度差異的生物軟組織。和傳統(tǒng)X射線成像相比,PCI具有超過1000倍的敏感度。PCI能夠獲得高分辨率的圖像且輻射劑量較低,因此,它在生物醫(yī)學(xué)成像上具有明顯的優(yōu)勢。結(jié)合CT技術(shù),相襯CT展現(xiàn)了優(yōu)于傳統(tǒng)CT的特點(diǎn),它能夠獲得生物軟組織的高分辨率CT圖像。因此,相襯CT的研究在生物醫(yī)學(xué)成像上具有重要的研究價(jià)值和應(yīng)用前景。肝纖維化是對慢性肝損傷的一種可逆修復(fù)反應(yīng),它表現(xiàn)為細(xì)胞外基質(zhì)在肝內(nèi)的過量沉積。肝纖維化可能最終發(fā)展成為肝硬化,表現(xiàn)為肝小葉結(jié)構(gòu)被破壞,假小葉及結(jié)節(jié)形成,并可能伴隨門脈高壓。肝纖維化的發(fā)展變化與肝內(nèi)微血管結(jié)構(gòu)和形態(tài)密切相關(guān),微血管變化被認(rèn)為是近來發(fā)現(xiàn)的肝纖維化最重要的病理生理學(xué)特征之一。肝臟中的微血管成像能夠用來評估纖維化的進(jìn)展,輔助實(shí)現(xiàn)肝纖維化的早期發(fā)現(xiàn)以及纖維化程度的客觀評估。在本研究工作中,基于相襯CT技術(shù)的大鼠肝纖維化成像實(shí)驗(yàn)在上海光源X射線成像及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用光束線站完成。結(jié)合相襯CT和三維可視化技術(shù),本文致力于研究肝纖維化微血管結(jié)構(gòu)和病理特征,主要的研究內(nèi)容如下:(1)在本研究中,樣品為24只Sprague-Dawley大鼠,肝纖維化模型是由四氯化碳誘導(dǎo)而成。所有的樣品分作四個(gè)組,每組6只大鼠,四個(gè)組分別為正常、輕度、中度和重度肝纖維化。利用相襯CT技術(shù),不同級別的肝纖維化樣品在不加造影劑的情況下進(jìn)行成像研究,目的是研究纖維化發(fā)展中肝內(nèi)微血管的變化。本文結(jié)合相襯CT和三維可視化技術(shù),重建出不同級別肝纖維化微血管三維結(jié)構(gòu),并在三維血管重建基礎(chǔ)上獲得血管的卷曲度、內(nèi)壁紋理、分形維數(shù)和默里偏差等形態(tài)指標(biāo),利用微血管的形態(tài)變化定量分析了肝纖維化的發(fā)展。同樣,基于重建的肝纖維化樣品中的三維微血管,計(jì)算了微血管密度,并利用病理組織學(xué)CD34免疫組化方法對微血管密度進(jìn)行驗(yàn)證。此外,直接測量并記錄了大鼠門靜脈壓力數(shù)值,并對微血管變化與門脈壓力進(jìn)行了相關(guān)性分析。研究結(jié)果表明相襯CT能夠清楚地描述不同級別肝纖維化中的微血管形態(tài)和數(shù)量的變化,利用三維微血管變化能夠更好地刻畫纖維化進(jìn)展,而且統(tǒng)計(jì)分析證實(shí)了微血管變化和門脈壓力之間有很好的相關(guān)性,這在研究門脈高壓上具有重要的潛力。(2)在膽管結(jié)扎型肝纖維化模型中,血管病變與膽管病變相互影響共同促進(jìn)病程進(jìn)展,有效地觀察血管與膽管的形態(tài)結(jié)構(gòu)有助于明確其微循環(huán)機(jī)制和病理特征。在本文的研究中,在不加造影劑的情況下,利用相襯CT技術(shù)顯示了不同病變程度的膽管結(jié)扎肝纖維化模型中的微血管,病理切片對照證實(shí)了CT圖像在顯示微血管形態(tài)上的一致性。結(jié)合相襯CT和三維可視化技術(shù),不同病變程度的肝纖維化微血管三維結(jié)構(gòu)被清楚地顯示出來。在正常的肝臟樣品中,三維微血管呈現(xiàn)規(guī)則的形狀;在纖維化樣品中,由于纖維組織的擠壓,血管的雜亂和形態(tài)變形等變得明顯,因結(jié)扎而擴(kuò)張的膽管顯示的非常清晰。在嚴(yán)重的肝纖維化樣品中,靠近肝臟表面邊緣處還可觀察到呈團(tuán)簇狀分布的新生膽管結(jié)構(gòu)。基于重建的肝纖維化樣品中三維微血管結(jié)構(gòu)特點(diǎn),不同類型血管(門靜脈與肝靜脈)和不同類型膽管(膽管與新生膽管)能夠被有效地被區(qū)分出來,且具有良好的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性和一致性。研究表明相襯CT能夠很好地評估肝纖維化發(fā)展中血管的結(jié)構(gòu)和病理變化。
【關(guān)鍵詞】:CT重建 相襯CT 三維重建 肝纖維化 微血管形態(tài) 微血管密度 門脈壓力
【學(xué)位授予單位】:天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:R575.2;R816.5
【目錄】:
- 中文摘要4-6
- Abstract6-12
- 縮略語/符號說明12-13
- 第一章 前言13-26
- 1.1 肝纖維化13-16
- 1.2 X射線相襯CT成像16-17
- 1.3 X射線相襯CT的醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展17-20
- 1.4 相襯成像在肝纖維化微血管成像上的研究進(jìn)展20-23
- 1.5 血管定量分析研究進(jìn)展23-24
- 1.6 研究目的和意義24
- 1.7 研究內(nèi)容和方法24-25
- 1.8 論文結(jié)構(gòu)安排25-26
- 第二章 X射線相襯成像原理26-38
- 2.1 X射線及同步輻射光26-29
- 2.1.1 X射線26-27
- 2.1.2 同步輻射光特性27
- 2.1.3 同步輻射光發(fā)展27-28
- 2.1.4 上海光源28-29
- 2.2 X射線相襯成像及其CT成像原理29-31
- 2.2.1 X射線吸收成像29-30
- 2.2.2 X射線相襯成像30-31
- 2.2.3 X射線相襯CT成像原理31
- 2.3 類同軸成像31-33
- 2.4 相位恢復(fù)33-37
- 2.5 本章小結(jié)37-38
- 第三章 肝纖維化模型微血管形態(tài)與數(shù)量改變定量分析38-66
- 3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)P秃统上?/span>38-42
- 3.1.1 肝纖維化模型制備與分組38-39
- 3.1.2 成像實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)采集39-42
- 3.2 數(shù)據(jù)處理及肝纖維化分析方法42-54
- 3.2.1 圖像處理42-43
- 3.2.2 切片分析43-44
- 3.2.3 肝纖維化血管形態(tài)學(xué)分析44-52
- 3.2.4 肝纖維化血管數(shù)量改變分析52-53
- 3.2.5 肝表面分析53
- 3.2.6 統(tǒng)計(jì)分析53-54
- 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析54-63
- 3.3.1 病理切片分析54-55
- 3.3.2 微血管形態(tài)改變55-59
- 3.3.3 微血管數(shù)量改變59-60
- 3.3.4 肝表面粗糙度分析60-62
- 3.3.5 微血管改變與門脈壓力相關(guān)性分析62-63
- 3.4 討論63-65
- 3.5 本章小結(jié)65-66
- 第四章 基于相襯CT的肝纖維化血管與膽管類型區(qū)分66-77
- 4.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法66-67
- 4.1.1 肝纖維化模型制備與分組66
- 4.1.2 成像操作及圖像處理66-67
- 4.1.3 切片處理67
- 4.2 相襯CT敏感性、特異性、準(zhǔn)確性分析67-69
- 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果69-75
- 4.3.1 投影圖分析69-70
- 4.3.2 相襯CT與病理切片對比分析70-71
- 4.3.3 相襯CT的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性71-73
- 4.3.4 3D血管形態(tài)分析73-74
- 4.3.5 血管分割74-75
- 4.4 討論75-76
- 4.5 本章小結(jié)76-77
- 第五章 總結(jié)與展望77-81
- 5.1 總結(jié)77-79
- 5.2 展望79-81
- 參考文獻(xiàn)81-91
- 發(fā)表論文和參加科研情況說明91-93
- 綜述93-103
- 綜述參考文獻(xiàn)100-103
- 致謝103
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本文關(guān)鍵詞:基于X射線相襯CT的肝纖維化微血管定量分析與血管類型區(qū)分研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:335052
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