用于宮頸癌篩查的微型快速窄帶多光譜成像方法的研究
發(fā)布時間:2020-06-03 21:10
【摘要】:全球女性癌癥死亡率高居第二的宮頸癌,若能得到早期診斷,該癌癥是可以實現(xiàn)根治的。目前臨床上對宮頸癌的篩查是:在白光陰道鏡采集圖像的指導下進行活體組織取樣,并對樣品染色后顯微鏡下病理檢查來確診,因此整個過程不僅繁瑣、耗時,還過度依賴醫(yī)生的主觀經(jīng)驗。于是,融合了光譜分析和光學成像的光學病理診斷技術成為當今研究熱點之一,該技術有望成為一種客觀、全面、無創(chuàng)、結(jié)果立時可得的宮頸癌篩查方法。然而已有光學病理診斷技術所形成的儀器普遍存在體積大、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、時間效率低的問題,而且還少有智能化的診斷功能。因此本文提出一種用于宮頸癌篩查的微型快速窄帶多光譜成像方法。該方法在415nm、450nm、525nm及620nm四個特征波段處對宮頸組織進行成像,并對所獲得的多光譜圖像進行分析和處理,在此基礎上建立半智能化的宮頸癌多光譜病理診斷算法。主要研究內(nèi)容如下:(1)建立微型快速窄帶多光譜成像方法。具體包括:首先,將微濾片與圖像傳感器集成,形成微型快速窄帶多光譜成像模塊,搭建整個成像系統(tǒng),實現(xiàn)零時差、快速獲取宮頸組織的四幅特征光譜圖像。其次,開展網(wǎng)格狀虛影校正算法研究,該校正算法可以消除尺寸固定的微濾片與任意型號的圖像傳感器集成后的多光譜成像模塊所獲取圖像上的網(wǎng)格狀虛影。再次,開展了將多幅特征光譜灰度圖像融合并還原出近自然彩色圖像的算法研究,使得微型快速窄帶多光譜成像方法的融合圖像接近自然彩色,最大限度地滿足醫(yī)生已有的臨床觀察習慣。最后,建立半智能化的宮頸組織病變分級算法,醫(yī)生只需手動輸入不同類型組織的各一個區(qū)域,該算法就能對整個宮頸組織進行判斷是否有病變,如果有病變是屬于那個級別的病變,并且還會給出病變部位的邊界輪廓。(2)對微型快速窄帶多光譜成像方法進行初步臨床驗證。使用微型快速窄帶多光譜成像方法對體外宮頸組織進行成像和處理,并將最終的病變類型劃分結(jié)果與組織病理檢查(金標準)結(jié)果進行客觀對比,再交由多位經(jīng)驗豐富的婦科專家進行主觀評價。實驗結(jié)果表明,該方法在無需碘和醋酸試劑的輔助下能有效地將宮頸組織劃分為與金標準確診結(jié)果相同的病變類型。尤其是在多種級別(CIN1,CIN2,CIN3,癌變)病變集中的醫(yī)生難以肉眼區(qū)分的區(qū)域,以及病變的邊緣輪廓醫(yī)生難以定界的地方,該技術能起到很好的提示與建議作用。通過對上述內(nèi)容進行研究,本課題所突出的創(chuàng)新點是實現(xiàn)了對宮頸組織的微型快速窄帶多光譜成像;并建立了一種無創(chuàng)、結(jié)果立等可得的宮頸癌光學病理診斷方法,在減少對醫(yī)生主觀經(jīng)驗的依賴下,實現(xiàn)直觀、快速、準確地劃分出宮頸組織上不同等級的病變。該課題的研究為光學病理診斷技術用于臨床宮頸癌篩查奠定基礎,對縣區(qū)級醫(yī)療資源相對落后的地區(qū)宮頸癌篩查的普及宮頸病變精準治療手術的實現(xiàn)具有重要意義。
【圖文】:
誤診率為 1.7%,而常規(guī)陰道鏡檢查誤診率為 22%,所以基于光譜成像技術的多光譜陰道鏡成像系統(tǒng)提高了宮頸癌篩查的靈敏度和特異性[10];Diebele 等利用Nuance EX 多光譜顯微設備,對皮膚內(nèi)的黑色素進行檢測,從而區(qū)分出惡性皮膚病和非惡性皮膚病[11]?偠灾,在醫(yī)學診斷領域,基于光譜成像的光學病理診斷技術的出現(xiàn)為多種腫瘤的早期檢測提供了新的方法,它可以根據(jù)組織在發(fā)生病變時,細胞內(nèi)化學物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、空間構(gòu)象和數(shù)量都會產(chǎn)生顯著變化進而光譜特征也隨之發(fā)生變化的原理,在分子水平上來篩查早期病變,所以相比于其它診斷方法,光學病理診斷技術在臨床腫瘤的輔助、早期、無創(chuàng)診斷中具有不可替代的優(yōu)勢。1.2.3 宮頸癌變的演進及現(xiàn)有篩查方法大部分惡性腫瘤源于上皮內(nèi),并且伴有逐漸漸變的過程,同樣子宮頸癌也是源于粘膜上皮內(nèi)的病變,,準確的說是發(fā)生在基底膜處的一種不典型增生病變隨著病變的發(fā)生至惡化,宮頸組織主要經(jīng)歷以下變化階段:正常上皮階段、癌前病變階段(包括:CIN1~3)、癌變階段,如圖 1.1 所示。
圖 1.2 HPV 感染及檢查學檢查:篩查早期宮頸癌變的重要方法,包括傳統(tǒng)的宮頸巴基細胞學檢查。其中巴氏涂片檢測法因結(jié)果受主觀因素影響間的劃分無嚴格的客觀標準而逐漸被廢棄。目前較常用的細基細胞學檢查,該檢測方法是通過收集患者宮頸脫落細胞,然后放于光學顯微鏡下觀察細胞的形態(tài)特征,并根據(jù)細胞核檢測宮頸組織的病變,如圖 1.3 所示。該方法的不足之處是得的樣本十分有限,檢測程序也很繁瑣,效率較低[15]。
【學位授予單位】:華僑大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:R737.33
【圖文】:
誤診率為 1.7%,而常規(guī)陰道鏡檢查誤診率為 22%,所以基于光譜成像技術的多光譜陰道鏡成像系統(tǒng)提高了宮頸癌篩查的靈敏度和特異性[10];Diebele 等利用Nuance EX 多光譜顯微設備,對皮膚內(nèi)的黑色素進行檢測,從而區(qū)分出惡性皮膚病和非惡性皮膚病[11]?偠灾,在醫(yī)學診斷領域,基于光譜成像的光學病理診斷技術的出現(xiàn)為多種腫瘤的早期檢測提供了新的方法,它可以根據(jù)組織在發(fā)生病變時,細胞內(nèi)化學物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、空間構(gòu)象和數(shù)量都會產(chǎn)生顯著變化進而光譜特征也隨之發(fā)生變化的原理,在分子水平上來篩查早期病變,所以相比于其它診斷方法,光學病理診斷技術在臨床腫瘤的輔助、早期、無創(chuàng)診斷中具有不可替代的優(yōu)勢。1.2.3 宮頸癌變的演進及現(xiàn)有篩查方法大部分惡性腫瘤源于上皮內(nèi),并且伴有逐漸漸變的過程,同樣子宮頸癌也是源于粘膜上皮內(nèi)的病變,,準確的說是發(fā)生在基底膜處的一種不典型增生病變隨著病變的發(fā)生至惡化,宮頸組織主要經(jīng)歷以下變化階段:正常上皮階段、癌前病變階段(包括:CIN1~3)、癌變階段,如圖 1.1 所示。
圖 1.2 HPV 感染及檢查學檢查:篩查早期宮頸癌變的重要方法,包括傳統(tǒng)的宮頸巴基細胞學檢查。其中巴氏涂片檢測法因結(jié)果受主觀因素影響間的劃分無嚴格的客觀標準而逐漸被廢棄。目前較常用的細基細胞學檢查,該檢測方法是通過收集患者宮頸脫落細胞,然后放于光學顯微鏡下觀察細胞的形態(tài)特征,并根據(jù)細胞核檢測宮頸組織的病變,如圖 1.3 所示。該方法的不足之處是得的樣本十分有限,檢測程序也很繁瑣,效率較低[15]。
【學位授予單位】:華僑大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:R737.33
【參考文獻】
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1 陳梅莊;劉木彪;;宮頸癌前病變手術治療的現(xiàn)狀與未來[J];國際醫(yī)藥衛(wèi)生導報;2017年05期
2 楊春蘭;申嫻娟;鞠少卿;蘇建友;;熒光定量PCR檢測宮頸癌患者血清中miR-203表達水平及意義[J];國際檢驗醫(yī)學雜志;2015年24期
3 于翠榮;王新全;齊敏s
本文編號:2695405
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