發(fā)布時(shí)間：2017-05-13 12:10

  本文關(guān)鍵詞：X射線相位襯度成像及其肝細(xì)胞癌顯微成像研究，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)技術(shù)是新近出現(xiàn)的高襯度和高空間分辨率的成像技術(shù)。和傳統(tǒng)X射線成像技術(shù)相比,它可滿足生物軟組織微觀成像條件,獲得軟組織豐富內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。近年來(lái),相襯成像與CT的結(jié)合產(chǎn)生了相襯CT技術(shù)。結(jié)合相襯成像技術(shù)的優(yōu)勢(shì),相襯CT能夠極大地提高圖像的襯度,獲得軟組織的高分辨率CT圖像。此外,結(jié)合三維可視化技術(shù),相襯CT能夠在不注射造影劑的情況下獲得生物樣品的三維內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)。本課題借助相襯成像技術(shù)的信息提取和CT重建,獲得了樣品的高質(zhì)量圖像及三維微結(jié)構(gòu)。目的在于豐富和加深相襯成像理論與方法,探索相襯成像及其圖像處理在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的新途徑。 衍射增強(qiáng)成像(diffraction enhanced imaging, DEI)和類(lèi)同軸相襯成像(in-line phase-contrast imaging, ILPCI)是目前研究和應(yīng)用廣泛的相襯成像技術(shù)。通過(guò)在北京同步輻射裝置和上海光源分別進(jìn)行DEI和ILPCI實(shí)驗(yàn),本文研究了DEI的信息提取方法,并利用ILPCI-CT技術(shù)獲得了高分辨率的人體肝細(xì)胞癌CT圖像,重建了相應(yīng)組織的三維結(jié)構(gòu),結(jié)合病理切片研究了肝細(xì)胞癌的微觀結(jié)構(gòu)和病理特征,主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.DEI的襯度機(jī)制主要來(lái)自于樣品對(duì)X射線的吸收、折射和小角散射。如何從圖像中分離出不同的襯度是DEI的潛在應(yīng)用關(guān)鍵。利用搖擺曲線的高斯擬合,本文提出了一種改進(jìn)的信息提取方法,即IDEI(improved DEI)方法。僅需要利用三個(gè)位置處的圖像,IDEI方法就能準(zhǔn)確地分離出樣品的吸收、折射和小角散射信息。IDEI方法是EDEI(extended DEI)方法的改進(jìn)。比較起來(lái),IDEI方法能很好地克服EDEI方法對(duì)搖擺曲線進(jìn)行二階泰勒近似的缺點(diǎn)。而且,和多圖統(tǒng)計(jì)法(multiple image radiography, MIR)相比,IDEI僅需要三個(gè)輸入圖像,無(wú)疑降低了樣品的成像時(shí)間和輻射劑量。此外,通過(guò)對(duì)IDEI模型誤差分析進(jìn)一步研究了引起圖像錯(cuò)誤的因素。最后,利用計(jì)算機(jī)模擬和同步輻射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)研究進(jìn)行了驗(yàn)證。 2.利用ILPCI-CT技術(shù),獲得了肝癌組織的CT圖像和微血管的三維形態(tài),并結(jié)合病理切片進(jìn)行了分析。此外,結(jié)合基于相位恢復(fù)的相襯CT技術(shù),推導(dǎo)了生物組織的密度與其相位系數(shù)的表達(dá)式,從而獲得了生物組織各處的密度分布,并利用肝癌組織中的微血管CT圖像和三維結(jié)構(gòu),從密度分布角度分析了癌栓和血栓差別。 3.研究了不同分化的三維梁索結(jié)構(gòu)顯示和分析。首先,利用ILPCI-CT技術(shù)重建了肝細(xì)胞癌樣品的CT圖像,并通過(guò)和對(duì)應(yīng)位置處的樣品切片圖像進(jìn)行對(duì)比,證實(shí)了ILPCI-CT技術(shù)的高度敏感性。其次,對(duì)于梁索間沒(méi)有血漿充斥的組織,結(jié)合ILPCI-CT和三維可視化技術(shù)重建了肝竇三維結(jié)構(gòu),同時(shí)根據(jù)肝竇與梁索結(jié)構(gòu)間的關(guān)系,對(duì)不同分化程度梁索結(jié)構(gòu)的比表面積與梁索間距進(jìn)行定量分析,很好地描述了不同分化的肝細(xì)胞癌梁索結(jié)構(gòu)和病理特征。最后,對(duì)于內(nèi)含血漿的梁索結(jié)構(gòu),利用三維紋理分析方法來(lái)研究細(xì)胞癌梁索結(jié)構(gòu),研究結(jié)果表明,能量、慣量、和的均值以及和的熵4個(gè)不同的紋理參數(shù)均能清楚地區(qū)分不同分化梁索三維紋理特征。
【關(guān)鍵詞】：相位襯度成像 衍射增強(qiáng)成像 類(lèi)同軸相襯成像 信息分離 CT重建 肝細(xì)胞癌 梁索間隙
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：R735.7;R730.44
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-9
• 目錄9-12
• 縮略語(yǔ)/符號(hào)說(shuō)明12-13
• 第一章 前言13-27
• 1.1 X射線相襯成像13-17
• 1.1.1 衍射增強(qiáng)成像14-15
• 1.1.2 類(lèi)同軸成像15-16
• 1.1.3 干涉儀相襯成像16
• 1.1.4 光柵相襯成像16-17
• 1.2 肝細(xì)胞癌17-18
• 1.3 X射線相襯成像及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用18-24
• 1.3.1 DEI信息分離及應(yīng)用18-21
• 1.3.2 相襯成像及其應(yīng)用21-24
• 1.4 研究目的和意義24-25
• 1.5 研究?jī)?nèi)容和方法25
• 1.6 論文結(jié)構(gòu)安排25-27
• 第二章 X射線相襯成像原理和實(shí)驗(yàn)成像裝置27-37
• 2.1 X射線成像的基本原理27-28
• 2.2 X射線相襯成像的物理原理28-29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)成像裝置29-32
• 2.3.1 北京同步輻射裝置30-31
• 2.3.2 上海光源同步輻射裝置31-32
• 2.4 衍射增強(qiáng)成像基本原理32-34
• 2.5 類(lèi)同軸成像基本原理34-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第三章 衍射增強(qiáng)成像信息提取算法研究37-57
• 3.1 典型的DEI信息提取算法37-41
• 3.1.1 Chapman信息提取方法37-38
• 3.1.2 EDEI方法38
• 3.1.3 GDEI方法38-39
• 3.1.4 MIR方法39-41
• 3.2 IDEI算法41-43
• 3.3 IDEI算法的誤差分析43-46
• 3.4 吉洪諾夫正則化46-47
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析47-56
• 3.5.1 計(jì)算機(jī)仿真模型研究47-51
• 3.5.2 同步輻射實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證51-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 第四章 人體肝細(xì)胞癌的相襯成像輔助診斷57-75
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法57-65
• 4.1.1 肝細(xì)胞癌樣品處理57
• 4.1.2 成像試驗(yàn)方法57-58
• 4.1.3 數(shù)據(jù)處理方法58-65
• 4.2 結(jié)果65-73
• 4.2.1 肝癌血管形態(tài)分析65-67
• 4.2.2 癌旁微血管及癌栓的重建67-69
• 4.2.3 肝細(xì)胞癌粱索結(jié)構(gòu)三維重建及分析69-73
• 4.3 討論73-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 第五章 總結(jié)與展望75-79
• 5.1 總結(jié)75-77
• 5.2 展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-87
• 發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明87-88
• 綜述 基于衍射增強(qiáng)成像的相位信息提取及應(yīng)用88-97
• 綜述參考文獻(xiàn)94-97
• 致謝97

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳志華,潘琳,李紅艷,黎剛,徐波,王自強(qiáng),朱佩平,趙天德,姜曉明,吳自玉,唐勁天,陳惟昌;X射線相位襯度顯微成像的原理與進(jìn)展[J];CT理論與應(yīng)用研究;2005年01期

2 肖體喬,徐洪杰,陳敏,杜國(guó)浩,魏遜,駱玉宇,劉麗想;一種新型X射線相襯成像實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)[J];核技術(shù);2003年10期

3 顧翔;劉曉霞;孫建奇;肖體喬;劉蘋(píng);;同步輻射成像技術(shù)應(yīng)用于腫瘤新生血管的實(shí)驗(yàn)初探[J];核技術(shù);2009年07期

4 陳博;舒航;朱佩平;陳春，

本文編號(hào)：362498