發(fā)布時間：2020-05-14 03:53

【摘要】：背景皮膚鱗狀細胞癌(Cutaneous squamous cell carcinoma,cSCC)是一種起源于表皮或附屬器角質(zhì)形成細胞的皮膚惡性腫瘤,其發(fā)病機制尚不明確。其早期治療預后好且復發(fā)率低,通常不易發(fā)生轉(zhuǎn)移,一旦轉(zhuǎn)移或病程加快其預后較差。因此,cSCC的早期發(fā)現(xiàn)和早期診斷對預后和生存率的提高非常有意義。目前,cSCC的確診需依靠組織病理,但伴隨著有創(chuàng)、疼痛及影響美觀,同時存在感染的可能。故臨床上亟需一種能對cSCC進行無創(chuàng)診斷并兼具高準確率的技術。近年來,皮膚鏡、光學相干斷層成像(OCT)以及皮膚CT等在皮膚腫瘤無創(chuàng)診斷領域取得一定進展,但以上無創(chuàng)診斷技術均以光學成像為基礎,光在生物組織里具有強散射性,故穿透深度有限。以聲成像為基礎的如高頻超聲,可以提供較深的成像深度,然而其信號反差源于生物組織的聲阻抗差異,因此難以區(qū)分化學性質(zhì)有所差異但物理性質(zhì)相差不大的腫瘤組織與正常組織。生物醫(yī)學光聲技術是一種基于光聲效應的新型醫(yī)學診斷技術,是一種兼具結(jié)構與功能的成像技術,它利用生物組織內(nèi)不同成分對光的特異性吸收以區(qū)分組織內(nèi)不同的化學成分,如血紅蛋白、脂質(zhì)、膠原、黑色素等,具有非侵入、非電離等特點。光聲技術中衍生的光聲物理化學譜分析(Photoacoustic physio-chemical tissue analysis,PAPCA)可以結(jié)合不同分子的光敏感特異性與不同微結(jié)構尺寸的聲頻率特性來進一步分析生物組織結(jié)構與組分改變。由于現(xiàn)有皮膚影像學技術仍不能滿足cSCC早期診斷的需求,而基于光聲效應的光聲物理化學譜分析可以同時觀察生物組織中多種分子成分(如黑色素、血紅蛋白、脂質(zhì)、膠原等)的相對含量及相應結(jié)構的不均勻性,極大地豐富了被檢生物組織的理化信息,這對于cSCC的診斷非常有意義。然而,目前光聲物理化學譜分析在cSCC上尚缺乏研究。目的本研究擬采用光聲物理化學譜分析法對cSCC進行系列研究,初步探索其在cSCC中的診斷價值。方法本研究包括小鼠cSCC在體組織和人cSCC離體組織光聲物理化學譜分析兩部分。小鼠皮膚腫瘤模型光聲物理化學譜分析研究中,采用光源為SS-03B型日光模擬器對20只SKH-1小鼠進行cSCC造模。使用光聲物理化學譜分析檢測系統(tǒng)對小鼠cSCC組織進行多光譜光聲信號采集,利用p Welch函數(shù)對光聲數(shù)據(jù)進行時頻轉(zhuǎn)換,計算信號的功率譜,繪制檢測組織的光聲物理化學譜。選取特征光吸收波長下的光聲功率譜,在特定的聲頻率范圍內(nèi),進行線性擬合,提取腫瘤及正常組織相關擬合參數(shù)進行統(tǒng)計分析,兩組間擬合參數(shù)比較采用t檢驗。對被檢組織行HE染色、Fontana-Masson黑色素染色、Masson三色膠原染色、CD31血管免疫組化染色及尼羅紅脂質(zhì)熒光染色,觀察腫瘤結(jié)構、色素、膠原、血管及脂質(zhì)情況,并與擬合參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果對比。采用上述方法在15例人cSCC新鮮離體組織中進行光聲物理化學譜分析驗證。成功獲取了小鼠及人cSCC組織的光聲物理化學譜。小鼠cSCC在體組織及人cSCC離體組織研究結(jié)果顯示結(jié)合光聲物理化學譜量化得到的線性擬合參數(shù)(斜率、截距)進行分析,能很好地反映組織的微結(jié)構及組分差異。小鼠模型實驗中,相比正常皮膚組織,690 nm波長下小鼠cSCC擬合斜率無統(tǒng)計學差異(p0.05)、截距顯著升高(p0.05);750 nm波長下小鼠cSCC光聲譜斜率顯著升高(p0.05)、截距無統(tǒng)計學差異(p0.05);1600 nm波長下小鼠cSCC光聲譜斜率顯著升高(p0.05)、截距顯著降低(p0.05);1730 nm波長下小鼠cSCC光聲譜斜率顯著升高(p0.01)、截距顯著降低(p0.01),提示小鼠皮膚鱗癌組織的異型性更高,組織中脂質(zhì)及膠原含量下降,血紅蛋白含量升高,與病理結(jié)果相符。人cSCC離體組織驗證結(jié)果顯示,與正常皮膚組織相比,690 nm波長下cSCC光聲譜斜率及截距無統(tǒng)計學差異(p0.05);850 nm波長下cSCC光聲譜斜率顯著升高(p0.05),截距無統(tǒng)計學差異(p0.05);1370 nm波長下cSCC光聲譜斜率顯著升高(p0.01)、截距顯著降低(p0.01);1400 nm波長下cSCC光聲譜斜率均顯著升高(p0.01)、截距顯著降低(p0.05),提示cSCC組織的異型性更高,組織中脂質(zhì)及膠原含量下降,黑色素與血紅蛋白含量無明顯變化,與病理結(jié)果相符也與小鼠模型實驗結(jié)果符合。結(jié)果結(jié)論本研究初步建立了cSCC的光聲檢測方法,結(jié)果顯示cSCC的光聲物理化學譜分析與組織病理結(jié)果具有一致性,為cSCC的光聲診斷研究奠定基礎,同時給人cSCC臨床早期無創(chuàng)診斷提供了新的思路。
【圖文】：

圖 1 生物組織內(nèi)各物質(zhì)的光吸收特征曲線Fig 1 Light absorption characteristic curve of various substances in biological tissues

圖 2 光聲物理化學譜Fig 2 Photoacoustic physio-chemical spectra的光聲信號與其組分密切相關，不同組織的組分有所差力不同[40]（圖 1）。因此，利用生物組織不同化學成分的
【學位授予單位】：安徽醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R739.5

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