基于梯度优化法的连续波近红外光断层成像研究(英文)

研究了两种基于梯度的优化算法用于连续波近红外光断层成像的情况 .分析了现有优化算法存在的收敛速度慢 ,空间分辨率低等缺点的产生原因 .为减少计算量并提高重构精度 ,采用了一种空间位置加权的基于梯度的优化算法 .

原发性青光眼与光相干断层扫描血管成像(OCTA)应用研究

青光眼是全球范围内不可逆失明的主要原因之一。目前存在多种技术可用于患者的诊断和随访,其中相干断层扫描血管成像(OCTA)是一种新近开发的技术,可以非侵入性地对视网膜和脉络膜的微循环进行定量评估。已有多个研究报道,OCTA在青光眼领域的应用具有以下特点:(1)具有高重复性和再现性;(2)能够有效区分正常眼和青光眼眼;(3)与视觉功能的相关性比传统OCT更强;(4)具有较好的早期青光眼眼和正常眼区分能力(至少与OCT相当);(5)在疾病进展到晚期时仍能保持基本效果,并能提供更多的信息。这都表明了OCTA在青光眼诊断和随访中具有潜力,可以为医生提供更多有关患者眼部微循环情况的定量信息,但对其作用的总结还不够全面。本研究旨在系统综述OCTA在青光眼诊断和随访中的应用,以及与传统OCT相比的优势和局限性。

基于声学散射透镜的低成本光声断层成像方法

光声断层成像需要使用换能器阵列及多通道系统,硬件成本较高,制约了其广泛应用.为降低成本,设计了一种基于声学散射透镜的光声断层成像方法,利用声学多重散射过程中的多路径效应达到增大探测阵列等效数值孔径的作用,从而减少信号探测过程所需换能器数量.通过数值模拟实验,首先分析了散射透镜格林函数的精确测量方法,随后利用四个散射透镜共同作用实现了高质量光声断层成像,并对影响成像质量的相关因素进行了具体研究.提出的散射透镜无须复杂制作工艺或特殊材料,系统只需四个超声换能器即可实现快速成像,可降低光声断层成像系统的硬件成本.

广角光相干断层扫描血管成像对临床前期糖尿病视网膜病变的定量评估

目的:运用广角光相干断层扫描血管成像(OCTA)研究临床前期糖尿病视网膜病变(PCDR)的微血管异常。方法:选取2020年9月—12月北京协和医院眼科收治的PCDR患者为研究对象。对PCDR组和对照组进行常规眼部检查,同时使用12 mm广角OCTA测量视网膜浅层及深层毛细血管丛的血管密度(VD)。结果:研究共纳入50只PCDR患眼和50只健康对照眼。PCDR的旁中心凹、中心凹周围区、环区6-9的颞侧深层VD显著低于对照组(P<0.05)。患眼旁中心凹区域深层的鼻侧、下方和平均VD也均明显降低(P<0.05)。而两组的浅层VD未发现明显区别(P>0.05)。结论:PCDR的视网膜微血管病变可能最早产生于黄斑颞侧的深层血管丛,这种改变可以通过广角OCTA早期检测。

乳腺病灶大小与光散射断层成像血红蛋白浓度的相关性

目的应用超声光散射断层成像分析不同大小的乳腺病灶的总血红蛋白浓度(THC)特征、病灶大小与THC的相关性。方法采用常规超声和超声光散射乳腺断层成像系统,前瞻性研究277例患者共306个乳腺病灶,并与手术病理对照。测量光吸收参数THC,分析病灶大小与THC的相关性,并比较不同大小的组间THC是否有差异。结果306个乳腺病变中,良性147个,恶性159个,良性病灶THC均值(137.36±90.43)μmol/L,恶性病灶THC均值(227.36±88.53)μmol/L,差异有统计学意义(P<0.001)。THC与病灶大小呈正相关,但良性组相关性明显小于恶性组(相关系数0.187vs0.454)。恶性组病灶大小与THC呈线性相关,直线回归方程为Y=143.430+40.785X。结论乳腺病灶大小与THC测值有相关性,恶性病变的THC与病灶大小呈线性相关,而良性病灶THC测值受病灶大小影响较小。

对比超声定位光散射断层成像与彩色多普勒血流显像检测乳腺癌血供

目的比较超声定位光散射断层成像（DOT）与CDFI检测乳腺癌血供的敏感性。方法 111例乳腺癌患者,经术后病理证实,共118个瘤灶。术前CDFI将乳腺癌血供分为血流丰富、中等及无血流。常规超声检查明确病变后定位行DOT,测量病变血红蛋白总浓度（THC）,以THC 140μmol/L为阈值,比较DOT与CDFI检测不同大小乳腺癌血流的敏感性。结果 118个乳腺癌瘤灶中,57个（48.31%）CDFI表现为血流丰富,36个（30.51%）中等血流,25个（21.19%）无血流;DOT检出99个癌灶（83.90%）的THC〉140μmol/L。对于≤1 cm、〉1~2 cm、〉2~3 cm、〉3 cm的乳腺癌,CD-FI血流显示率分别为28.57%（6/21）、90.20%（46/51）、86.21%（25/29）和94.12%（16/17）,THC增高率分别为76.20%、76.50%、93.10%和100%。结论 DOT可更敏感地检测乳腺癌血管,特别是对于诊断直径≤1 cm的早期乳腺癌,具有潜在临床应用价值。

乳腺癌超声光散射断层成像与缺氧诱导因子-1α的相关性

目的探讨乳腺癌超声光散射断层成像(US-DOT)与缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)的相关性。方法对2007年10月至2010年2月在北京协和医院行手术切除、经病理证实、术前行US-DOT的69例原发性乳腺癌组织切片行HIF-1α、CD34免疫组织化学染色,分析HIF-1α阳性组和阴性组微血管密度(MVD)与US-DOT总血红蛋白浓度(THC)的差异。结果 69例中,HIF-1α阳性病例12例(17.4%),平均THC(274.763±77.661)μmol/L,平均MVD(33.8±10.8)个/0.2 mm2;HIF-1α阴性病例57例(82.6%),平均THC(228.059±65.760)μmol/L,平均MVD(28.4±7.4)个/0.2 mm2;HIF-1α阳性组的MVD(t=2.049,P=0.04)和THC(t=2.167,P=0.034)均显著高于HIF-1α阴性组。结论 HIF-1α可以促进肿瘤血管生成,使肿瘤内血供增加,THC增加。作为反映肿瘤血供的指标,THC可间接反映肿瘤的血管生成活性。

数字乳腺断层X线摄影与超声光散射断层成像诊断早期乳腺癌的对比研究

目的比较数字乳腺断层X线摄影(DBT)与超声光散射断层成像(OPTIMUS)对早期乳腺癌的诊断价值。资料与方法回顾性收集2019年2月—2020年6月于昆明医科大学第一附属医院同时接受DBT和OPTIMUS检查的158例乳腺癌患者共158个病灶,根据病灶形态分为肿块型及非肿块型,根据病灶大小分为直径≤1 cm及直径>1 cm。以乳腺影像报告和数据系统分类作为诊断依据,以病理结果作为“金标准”,绘制受试者工作特征曲线,比较DBT和OPTIMUS对早期乳腺癌的诊断效能、漏诊率及误诊率。结果DBT和OPTIMUS诊断早期乳腺癌的曲线下面积分别为0.805和0.972,差异有统计学意义(Z=3.985,P<0.001)。在肿块型病灶、非肿块型病灶及直径≤1 cm病灶分组中,DBT和OPTIMUS诊断早期乳腺癌的曲线下面积差异均有统计学意义(Z=2.250、2.315、3.835,P<0.05)。DBT和OPTIMUS诊断早期乳腺癌的特异度分别为33.33%(4/12)和75.00%(9/12),误诊率分别为66.67%(8/12)和25.00%(3/12),差异有统计学意义(P=0.007);DBT和OPTIMUS诊断早期乳腺癌的敏感度分别为90.41%(132/146)和95.89%(140/146),漏诊率分别为9.59%(14/146)和4.10%(6/146),差异无统计学意义(P>0.05)。结论OPTIMUS诊断早期乳腺癌的整体效能优于DBT,尤其适合诊断直径≤1 cm的病灶;DBT对非肿块型早期乳腺癌的诊断效能优于OPTIMUS,更适合检出非对称结构、结构扭曲等病灶;临床诊断乳腺癌时,对于触诊阴性病灶更适合采用OPTIMUS,对于不对称增厚病灶更合采用DBT。

超声光散射断层成像与乳腺癌微血管密度的相关性研究

【目的】探讨乳腺癌超声光散射断层成像综合诊断指数(SDI)与微血管密度(MVD)的关系以及它们与临床病理特征的关系。【方法】采用超声光散射断层成像系统,研究131例乳腺良性肿块及142例乳腺癌患者,测量超声光散射断层成像综合诊断指数通过受试者工作特征曲线(ROC)确定乳腺癌的最佳诊断阈值。使用免疫组化法检测乳腺癌CD105标记的微血管密度。【结果】乳腺良性疾病与乳腺癌的SDI值分别:109±48、191±60。两者之间的差异有统计学意义(P<0.05)。经ROC曲线分析可得:SDI值的ROC曲线下面积为0.889,确定SDI值>141.2作为乳腺癌的最佳诊断阈值。SDI值与MVD值呈正相关。SDI值、CD105标记的MVD值与肿瘤大小、淋巴结转移、TNM分期、CerbB-2表达有关(P<0.05),与ER、PR表达无关(P>0.05)。【结论】超声光散射断层成像综合诊断指数与乳腺癌微血管密度密切相关,可以间接反映血管生成活性,对于对乳腺癌的诊断、病情判断具有有重要的指导意义。

超声定位光散射断层成像在乳腺肿瘤局部切除术后随访中的应用

目的探讨超声定位光散射断层成像(US-DOT)在乳腺肿瘤局部切除术后随访中的应用价值。方法对61例乳腺肿瘤局部切除术后患者(共71个病灶,术后病理证实良性肿瘤41个,恶性肿瘤30个)进行随访,采用US-DOT测量乳腺局部瘢痕内部总血红蛋白浓度(THC),并观察其光吸收图。结果 71个瘢痕的THC与术后时间呈幂函数关系,幂曲线回归方程Y=303.25×X-0.23(R2=0.57)。术后12个月内,瘢痕THC随时间迅速下降;12个月后THC下降速度减慢,处于较平稳水平。术后同一时间段内,乳腺良、恶性肿瘤术后瘢痕THC差异无统计学意义。结论乳腺肿瘤局部切除术后瘢痕的THC变化具有一定规律性,有望在术后随访中为鉴别术后瘢痕与复发癌灶提供更多信息。

光相干断层扫描血管成像在眼底疾病诊断研究中的应用

光相干断层扫描血管成像（OCTA）通过对同一体素多次扫描信号间的差异进行处理，得到视网膜与脉络膜血流信息。OCTA因其无创、三维显示、分辨率高等优点，可用于眼底疾病的检查。OCTA能发现眼底疾病的血流改变，可以清晰显示正常眼底与年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变、视网膜血管阻塞等疾病的视网膜与脉络膜毛细血管血流。本文就OCTA的基本原理及其在正常眼、年龄相关性黄斑变性与脉络膜新生血管、糖尿病视网膜病变、特发性黄斑中心凹旁毛细血管扩张症2型、视网膜血管阻塞、中心性浆液性脉络膜视网膜病变、息肉样脉络膜血管病变等眼底疾病诊断中的应用进行综述。

光学相干断层成像(OCT)新技术及其在临床诊断中的应用

光学相干断层成像术(OCT)是一种能对生物组织浅表微结构进行断层成像的新技术,笔者总结了OCT新技术的研究进展及其发展趋势,介绍了几种功能OCT;概述了OCT在生物医学领域的应用情况及其在光动力学疗法(PDT)疗效检测中的应用前景,最后讨论了OCT技术的应用局限。

脉络膜新生血管的光学相干断层扫描血管成像和荧光素血管造影的特征分析

目的探讨脉络膜新生血管(CNV)的光学相干断层扫描血管成像(OCTA)和荧光素血管造影(FFA)的特征。方法回顾诊断为CNV的116例患者的临床资料,排除瘢痕期的病灶,共116眼,分析患者同期进行的OCTA和FFA检查的特征。结果CNV在OCTA中表现为肾小球形的最多(占48.3%),其中病灶周围有黑晕的占64.3%;其次为美杜莎形(占36.2%),病灶周围有黑晕的占71.4%;最少的为枯树枝状CNV(占15.5%),其中病灶周围有黑晕的比例为22.2%。在FFA检查中,无源性渗漏和经典型渗漏占比分别为58.6%和41.4%,无源性渗漏中合并出血、渗出及色素紊乱者分别占50.0%、38.2%和35.3%。OCTA中表现为肾小球形合并周围黑晕的病灶占经典型渗漏的37.5%,表现为美杜莎形合并周围黑晕的病灶占经典型渗漏的25.0%,表现为枯树枝状且周围无黑晕的病灶占经典型渗漏的16.7%。结论与FFA相比,OCTA检查技术具有非接触性、扫描速度快、分辨率高的优点。

光相干断层扫描成像在早产儿视网膜病变中的应用

早产儿视网膜病变(ROP)是导致儿童视力损害的重要原因之一,目前其诊断主要依赖广域数字化视网膜成像系统(RetCam)和双目间接检眼镜检查。近年来,手持式光相干断层扫描成像(OCT)及光相干断层扫描血管成像(OCTA)技术在临床中应用广泛,这有助于观察到黄斑囊样改变(CMCs)、黄斑中心凹形成不良、黄斑中心凹血管发育异常和视网膜前膜等ROP异常改变。OCT应用于ROP的随访观察,可测量脉络膜及视网膜各层厚度、黄斑中心凹血管密度等指标,评估ROP本身及相关治疗对黄斑、视网膜与脉络膜发育和视力等的影响,为更全面地认识和了解ROP提供有价值的信息。

光学相干断层扫描血管成像术在早期青光眼诊断中的优势

青光眼是一组以视神经萎缩和视野缺损为共同特征的疾病,是全球范围内主要致盲性眼病之一,近年来随着检查技术的进一步提高,青光眼的检出率日益提高。光相干断层扫描血管成像术是基于检测血流来构建视网膜血管网图像的一种无侵入性快速成像方式,能够提供视网膜和脉络膜血流灌注系统的三维成像。并可同时对血流变化与视网膜神经纤维层、神经节细胞层厚度变化之间的关系进行严谨的循证研究。对评估早期青光眼的损伤提供了良好的诊疗前景。

超声光散射断层成像与乳腺癌HIF-1α表达的相关性

目的通过研究术前乳腺癌超声光散射断层成像(diffused optical tomography with ultrasonography)的综合诊断指数(synthesis diagnostic index,SDI)以及术后缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)、CD105在乳腺癌中的表达,探讨乳腺癌超声光散射断层成像综合诊断指数与缺氧诱导因子-1α表达、微血管密度(microvessel density,MVD)的关系。方法采用超声光散射断层成像系统,研究2008年11月至2010年9月我科131例乳腺良性肿块及142例乳腺癌患者,测量超声光散射断层成像综合诊断指数(synthesis diagnostic index,SDI),通过受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC曲线)确定乳腺癌的最佳诊断阈值。使用免疫组化法检测HIF-1α表达与定位,检测乳腺癌MVD。分析超声光散射SDI值与HIF-1α表达、MVD值的关系。分析超声光散射的SDI值以及HIF-1α表达与乳腺癌临床病理特征的关系。结果乳腺良性疾病与乳腺癌的SDI值分别:(109.35±48.03)、(190.87±60.33)。两者之间的差异有统计学意义(P<0.05)。经ROC曲线分析确定,以SDI值>141.2作为乳腺癌的最佳诊断阈值。HIF-1α表达阳性的乳腺癌SDI值高于HIF-1α表达阴性的乳腺癌(P<0.05)。SDI值与MVD值呈正相关(r=0.673,P<0.01)。HIF-1α表达阳性的MVD值大于HIF-1α表达阴性的MVD值(P<0.05)。SDI值、HIF-1α表达与乳腺癌临床病理联系显示:两者与肿瘤大小、淋巴结转移、TNM分期、CerbB-2表达有关(P<0.05)与ER、PR表达无关(P>0.05)。结论超声光散射断层成像系统作为一种新的功能性检测技术对乳腺癌的诊断、病情判断方面有重要的指导意义。

光相干断层扫描血管成像技术在原发性开角型青光眼合并高度近视诊断中的价值

高度近视视盘及盘周的改变为原发性开角型青光眼(primary open-angle glaucoma,POAG)合并高度近视患者的早期诊断及病情进展分析带来困难。光相干断层扫描血管成像技术(optical coherence tomography angiography,OCTA)作为一种非侵入性眼底影像检查技术,可以量化视网膜、脉络膜各部分血流密度,具有无创、快速和可随访等特点。OCTA可以通过评估脉络膜、视网膜各部位异常血流状态,并与视网膜神经纤维层厚度、视野等改变相结合,从而为POAG合并高度近视的早期诊断、病情进展分析和治疗效果评估提供依据。本文对POAG、高度近视以及POAG合并高度近视患者的OCTA眼底血流改变和特点进行综述,以对POAG合并高度近视临床诊断提供比较可靠的参考指标。

湿性老年性黄斑变性光相干断层扫描血管成像图像特征研究

目的研究湿性老年性黄斑变性(wet-AMD neovascular senile macular degeneration)光相干断层扫描血管成像图像特征。方法收集本院2017年8月~2017年12月收治的40例wet-AMD患者,对其进行眼科全面检查,包括光相干断层扫描血管成像技术(OCTA optical coherence tomography angiography)、光学相干断层扫描成像(OCT optical coherence tomography)、荧光素眼底血管造影(FFA fluorescein fundus angiography)、眼底彩色照相、直接眼底镜检查眼底、眼压非接触式眼压计测量、裂隙灯检查前节、最佳矫正视力(BCVA best corrected visual acuity)。均采纳抗血管内皮生长因子(VEGF vascular endothelial growth factor)药物经玻璃体腔注射治疗,每月进行一次随访,并进行OCTA、OCT、眼底彩色照相、眼底镜、眼压、裂隙灯、BCVA检查,进行3～4个月的随访,末次随访时予以FFA检查,对末次、初次的OCTA图像特征进行对比分析,并与OCT、FFA图像进行对比分析。结果 OCTA检查示:深层以及浅层的视网膜毛细血管没有出现异常,但40例患者的脉络膜、视网膜毛细血管均发生了异常的血流信号,其中5例新生血管结构清晰,占12.5%;2例脉络膜毛细血管层存在新生的血管病灶,且主干血管的增粗异常,占5%。OCTA的检查结果显著优于OCT、FFA,所获得的图像更加清晰、直观,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 OCTA无需注射造影剂即可对脉络膜毛细血管、视网膜情况进行认真的分析,检查结果远比OCT、FFA的清晰、直观,可作为诊断、随访wet-AMD患者的一种重要措施,具有实用性、安全性高的优点,值得借鉴。

超声光散射断层成像技术对亚厘米级乳腺肿瘤的诊断价值(附98例分析)

目的联合应用常规超声及超声光散射断层成像技术(DOT),探讨其在亚厘米级(≤1cm)乳腺肿块良恶性诊断中的临床价值。方法选择本院行外科手术或穿刺活检的住院女性患者98例,112个≤1cm的乳腺肿块。应用常规超声与DOT进行检查,计算常规超声、DOT及两种方法联合诊断乳腺肿块的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值、准确性。结果常规超声、DOT及两种方法联合诊断乳腺肿块的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值、准确性分别是:常规超声为63.63%、91.11%、63.63%、91.11%和85.71%,DOT为63.63%、93.33%、70%、91.3%和87.5%,两者联合为81.81%、95.56%、81.81%、95.56%和92.86%。结论联合常规超声与DOT能够提高亚厘米级(≤1cm)乳腺癌诊断的准确性,值得临床上推广。

高速128通道小动物多光谱光声断层成像系统

为了实现小动物光声断层信号的高速采集和实时高质量图像的重建,采用了覆盖角度为270°的128阵元弧形聚焦超声换能器、4个32通道的NI公司数据采集模块和可调谐脉冲激光器以及正则化优化的基于模型的光声断层重建算法。结果表明,系统的空间分辨率可以达到180μm;此系统可以在1ms内完成光声断层数据的采集,在40s以内获得高质量的重建图像。该系统可以用于开展小动物在体的多光谱光声断层成像实验研究。