發(fā)布時間：2021-11-15 01:52

　　光學(xué)相干層析（Optical Coherence Tomography,OCT）技術(shù)的非侵入性、高分辨縱深成像等優(yōu)勢使其廣泛應(yīng)用于人工皮膚的可視化監(jiān)測。3D打印人工皮膚三維特征的無損定量監(jiān)測分析,對其生產(chǎn)制備的全過程質(zhì)量評估至關(guān)重要,是研究人工皮膚制備和誘導(dǎo)培養(yǎng)技術(shù)須解決的關(guān)鍵問題。本研究對量化人工皮膚三維結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了研究,主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點如下:1、本文解析了低相干干涉測距的基本原理,提出基于OCT強度信號量化分析人工皮膚結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法。通過分析人工皮膚橫斷面、組織學(xué)切片以及強度信號之間的特征關(guān)系,提出自適應(yīng)峰值檢測算法標定皮膚強度信號特征峰位置�；贠CT強度信號的自適應(yīng)峰值檢測算法量化皮膚三維厚度分布和粗糙度變化,通過計算不同位置的皮膚整體厚度及其波動定量可視化皮膚的空間分辨結(jié)構(gòu)特征。2、通過對比OCT監(jiān)測結(jié)果與H&E切片染色檢測結(jié)果,驗證了OCT監(jiān)測人工皮膚的可行性。利用OCT持續(xù)監(jiān)測不同培養(yǎng)階段甲醛固定前后的厚度變化,并對比分析了組織學(xué)監(jiān)測結(jié)果,量化甲醛固定和脫水染色處理引起的組織膨脹和收縮程度。兩者實測皮膚整體厚度差異最大為3.87μm,實驗表明OCT可作為一種... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

人工皮膚移植超聲成像

杭州電子科技大學(xué)（碩士）學(xué)位論文5皮層不同位置的致密基質(zhì)中（圖1.2C），在真皮層的較深位置還觀察到致密的細胞外基質(zhì)和成纖維細胞（圖1.2D）。因此，透射電子顯微成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于光學(xué)顯微成像不能分辨的超微結(jié)構(gòu)。圖1.2使用透射電子顯微鏡觀察人工皮膚微觀結(jié)構(gòu)1.2OCT技術(shù)在人工皮膚檢測中的應(yīng)用1.2.1OCT技術(shù)OCT技術(shù)基于低相干干涉原理，通過測量光的反向散射來提供生物組織內(nèi)部微結(jié)構(gòu)成像。傳統(tǒng)時域OCT（TD-OCT）通過參考臂機械掃描改變光程，使用單點探測器獲得組織不同深度的干涉信號，成像速度取決于機械掃描的變化周期，所以速度較慢。而傅里葉域OCT（FD-OCT）根據(jù)不同波長的相干程度實現(xiàn)單次掃描獲取深度域的干涉信號，在進行傅里葉變換得到組織內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息，成像速度極大提高。得益于OCT系統(tǒng)高分辨率、無損、快速成像的優(yōu)勢，目前頻域OCT已廣泛應(yīng)用于人工皮膚監(jiān)測領(lǐng)域。譜域OCT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1.3所示，寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)過耦合器后被分成的兩路入射光，分別進入?yún)⒖急酆蜆悠繁�，由參考臂平面鏡反射回的參考光和由樣品臂反射回的后向散射光在耦合器中發(fā)生干涉。干涉光在進入光譜儀后，干涉信號被光柵分光、聚焦后打在線陣CCD上，CCD的每一個像素都接收某波長的干涉光譜，由于受到光程差的調(diào)制，CCD上會接收到明暗相間的振蕩信號，振蕩頻率取決于樣品與參考臂的光程差。傳輸帶計算機后對該信號做逆傅里葉變換后即可恢復(fù)出樣品深度方向的強度信號，同理通過樣品臂的橫向掃描獲得組織橫斷面圖像。

杭州電子科技大學(xué)（碩士）學(xué)位論文6圖1.3譜域OCT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2.2OCT技術(shù)相比其他技術(shù)的優(yōu)勢在藥理學(xué)和毒理學(xué)等研究中需要持續(xù)監(jiān)測藥物對人工皮膚的影響。盡管有損檢測存在固有的缺陷，但目前仍使用破壞性檢查方法（如組織學(xué)和免疫熒光成像）進行此評估，因此，只能通過在連續(xù)階段并行研究不同樣本來實現(xiàn)對時間相關(guān)響應(yīng)動力學(xué)的監(jiān)視。OCT從單個樣本中無損收集時間序列的能力提供了優(yōu)于常規(guī)診斷工具的兩個關(guān)鍵優(yōu)勢：（1）成本大大降低，OCT生成了時間序列數(shù)據(jù)集，從而使少量組織樣本具有統(tǒng)計學(xué)意義；（2）由于消除了并行使用不同的活體樣本而導(dǎo)致的可變性，從而提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。標準超聲頻率的聲波在生物組織中的吸收最小，可以實現(xiàn)對體內(nèi)深處的結(jié)構(gòu)進行成像。共聚焦顯微鏡成像具有0.2μm高分辨率，其分辨率由光的衍射確定。因為無效散射光會大大降低圖像信號和對比度，生物組織中的其成像深度受到限制，在大多數(shù)生物組織中，可以實現(xiàn)的成像深度只有幾百微米。OCT是一種基于低相干干涉測量技術(shù)，能夠通過測量光的反向散射來提供生物組織內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的高分辨率二維和三維圖像，可以實現(xiàn)原位，非侵入性的實時高分辨率成像。理論上，該技術(shù)類似于超聲B型成像，其主要區(qū)別在于系統(tǒng)中使用的是光而不是聲波�？梢詫崿F(xiàn)1–15μm的圖像分辨率，這比常規(guī)超聲波要高一到兩個數(shù)量級[44]。相比其他的光學(xué)顯微技術(shù)，如FM、CLSM，以及EM，OCT能提供1-5mm的成像深度。由于人工皮膚的厚度普遍在此范圍內(nèi)，OCT彌補了超聲和所列舉的其他顯微鏡技術(shù)的缺陷，更加適合作為人工皮膚檢測的有利工具。在之前的研究中，盡管使用OCT可以看到人工皮膚各層，例如表皮和真皮，以及血管，但其他較小的特征，例如表皮-真皮結(jié)合和細胞特征等，目前尚無法觀察到[45]。目前，有

【參考文獻】：
期刊論文
[1]體外構(gòu)建3D人工皮膚[J]. 劉鈺,沈沖,孟琴.  中國組織工程研究. 2016(46)
[2]高頻超聲皮膚成像技術(shù)的研究[J]. 楊軍,計建軍,李躍杰,王延群,劉亞偉,紀運紅,宋學(xué)東.  中國醫(yī)療器械雜志. 2013(06)
[3]扁平苔蘚的共聚焦激光掃描顯微鏡特征表現(xiàn)[J]. 梁淑靜,徐麗敏,孫兆偉.  臨床皮膚科雜志. 2011 (03)
[4]基于光學(xué)相干層析成像技術(shù)的小鼠表皮厚度的無損測量及分析[J]. 肖鄭穎,吳淑蓮,李暉.  激光生物學(xué)報. 2009(06)

碩士論文
[1]面向皮膚組織工程的水凝膠與細胞打印研究[D]. 谷龍.浙江大學(xué) 2017
[2]毛囊器官培養(yǎng)模型的應(yīng)用研究及含毛囊人工皮膚的研制[D]. 吳賢杰.浙江大學(xué) 2004



本文編號：3495788