一种基于可视外壳和迭代收缩的生物自发荧光断层成像方法

医学图像处理是医学影像学、图像处理与计算机视觉等相结合的新技术,已经成为医学临床研究和临床实践中的一项强有力工具,特别是在肿瘤疾病方面得到了极其广泛的应用。在众多医学影像成像技术中,获得较大突破的是光学分子影像成像技术。生物自发荧光断层成像是光学分子影像中一种重要的模态,具有高灵敏度和特异性,可以通过探针特异性地标记靶点实现对病灶分布的定位和量化。近年来,世界上不同的研究组织都针对生物自发荧光断层成像进行了研究,其成像理论已初步建立。笔者提出一种新的成像方法,利用多幅二维图像对生物体进行轮廓重建,再利用改进的迭代收缩算法对光源进行重建,同时对小鼠乳腺癌皮下肿瘤进行三维光源重建。

应用内镜荧光强度分析法研究溃疡性结肠炎中医证型特征

目的研究溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)不同中医证型自发荧光成像(auto fluorescence imaging,AFI)内镜下荧光强度[绿/红(the ratio of green to red,G/R比值)]的特征,为UC中医辨证提供客观依据。方法收集UC患者49例,根据白光内镜(white light endoscopy,WLE)黏膜形态和G/R比值对大肠湿热组(19例)、脾胃气虚组(30例)和健康对照组(21名)进行统计分析。结果脾胃气虚组和大肠湿热组G/R比值分别为(1.147±0.137)和(0.915±0.114),较健康对照组(1.227±0.137)降低,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01),其中大肠湿热组G/R比值较脾胃气虚组更低(P<0.01)。大肠湿热组活动期内镜活动指数(endoscopic index,EI)以中度(11例)和重度(5例)为主;脾胃气虚组以缓解期(17例)和活动期EI轻度(7例)为主。活动期G/R比值小于缓解期(0.963vs1.220,P<0.01),且活动期EI轻、中、重度的G/R比值依次降低,分别为1.044、0.967和0.830(P<0.01)。结论 UC大肠湿热证的炎症程度高于脾胃气虚证。AFI能较好地反映UC的炎症程度。

生物发光断层成像的仿真研究

目的:验证生物发光断层成像技术(bioluminescence tomography,BLT)成像的可行性并克服其成像的病态性。方法:采用BLT的前向数学模型和仿真实验结果进行分析。结果:仿真实验结果表明,基于多角度、非接触BLT成像系统(multi-view non-contact BLT imaging system),自发光源在成像体内的分布能够获得较为精确的解析,定位误差小于1 mm。结论:基于多角度、非接触的BLT成像系统,结合稀疏重建算法,能够在较少(6个)的角度下,获取较好的重建结果,有望为疾病早期诊断及药物研发等研究提供有力工具。

自发荧光实时成像技术与普通光支气管镜在诊断肺癌及癌前病变方面效果的比较

目的比较自发荧光实时成像技术（AFI）与普通光支气管镜（WLB）诊断肺癌及癌前病变的灵敏度及特异度，并探讨在临床支气管镜检查中常规应用AFI技术的可行性。方法在MEDLINE和EMBASE上检索近10年的相关文献，再手工检索纳入文献。由2位研究人员独立筛选文献，评估其质量并提取数据。用ReviewManager5．0N算AFI与WLB在诊断肺癌及癌前病变方面总的灵敏度、特异度、相对危险度（RR）。结果检索得到2339篇文献，最终7项研究可用于汇总数据分析。AFI组512例病理阳性，其中464例镜下阳性；WLB组517例病理阳性，其中371例镜下阳性。AFI、WLB的汇总灵敏度分别为90．6％（464／512）、71．8％（371／517），P=0．0004，RR=1．28，95％可信区间（95％CI）为1．11～1．46。即AFI在诊断肺癌及癌前病变方面灵敏度较WLB高。AFI组725例病理阴性，其中567例镜下阴性；WLB组720例病理阴性，其中590例镜下阴性。AFI、WLB的汇总特异度分别为78．2％（567／725）、81．9％（590／720），P=0．53，RR=0．93，95％CI为0．74～1．17。即AFI在诊断肺癌及癌前病变方面特异度不比WLB低。结论AFI在诊断肺癌及癌前病变方面灵敏度较WLB高，而且其特异度并不比WLB低。加之其切换自由，使用方便，安全可靠，可常规用于临床支气管镜检查。

自发荧光内镜与标准白光内镜在大肠息肉筛查中作用的对照研究

目的比较自发荧光内镜成像技术（AFI）模式下和标准白光技术（WL）模式下内镜对大肠息肉检出率的差异。方法对2008年12月至2009年8月间纳入的562例按照计算机随机数字表分成2组。A组在WL模式下进镜至盲肠后，用WL模式退镜检查至直肠，接着再次用WL模式进镜至盲肠，然后改用AFI模式退镜检查至直肠；B组退镜检查与A组顺序相反。在首次发现息肉时即取活检，以示标记，并记录下息肉的部位、大小及形态，所有活检标本送组织学检查以明确病理类型。结果在A组中，WL模式下先发现息肉78枚，AFI模式下新发现额外息肉28枚；在B组中，AFI模式下先发现息肉106枚，WL模式下新发现额外息肉20枚。对数据进行统计显示，AFI模式下内镜对息肉的漏诊率为15．9％（20／126），显著低于WL模式下的26．4％（28／106）（P=0．041）。结论AFI内镜对于大肠息肉的筛查敏感性高，且操作简单易行，可推广应用。

急性区域性隐匿性外层视网膜病变的研究进展

急性区域性隐匿性外层视网膜病变(AZOOR)是一种少见的单眼或双眼发病的外层视网膜疾病,病因尚不明确,好发于年轻女性,近视人群发病常见。主要表现为:突发闪光感、眼前暗点、视力下降,眼底无明显异常或改变轻微。视野改变以生理盲点扩大为主,伴或不伴其他形式视野缺损,全视野视网膜电图(ERG)振幅及潜伏期异常,多焦视网膜电图表现为与视野缺损区一致的振幅降低。影像改变具有多样性,主要表现为吲哚青绿眼底血管造影(ICGA)、眼底自发荧光(FAF)、频域相干光层析成像术(SD-OCT)上涉及外层视网膜、视网膜色素上皮层、脉络膜层的典型三区带状改变和病灶边界特征性AZOOR线,后者以FAF上表现最明显。超广角成像技术的发展为周边病变区的检出提供了条件。目前认为该病具有一定的自限性,尚无统一的治疗标准。为加强对该病的认识,本文对AZOOR的概念、发病特点及临床特征、辅助检查、鉴别诊断、病因假说和治疗与预后等进行综述。

基于非截断小波有限元的BLT正向问题研究

针对自发荧光断层成像,提出了一种非截断小波有限元算法.该算法采用单元间非截断组合小波基来逼近未知函数,从理论上解决了二维和三维下复杂形状体的剖分,并成功地应用于自发荧光断层成像正向问题中圆柱和圆球仿体的研究.理论分析和数值仿真结果表明,与传统有限元的数值解相比,该算法在获得同样有效解的情况下减少了单元剖分数,降低了计算的复杂度.

多模态分子影像对肝癌进展和血管生成的研究

通过对HCCLM3-fLuc-GFP肝癌的进展和血管生成的多模态成像分析,对肝癌细胞在体内生长的适应过程和级数生长特性,分别进行了生物自发荧光成像(bioluminescent imaging,BLI)研究、激发荧光成像(fluorescent imaging,FMI)研究和小动物计算机断层成像(micro-computed tomography,Micro-CT)研究,对采集的成像数据进行定性定量分析,并与肿瘤的体积测量数据进行了相关性分析。结果表明,肿瘤细胞在接种后第4天细胞数量基本为原接种数量的一半,第7天体内的细胞基本与接种数量相等,7天内细胞基本完成了体内的适应过程,之后肝癌细胞进入了快速增殖期。BLI成像、FMI成像均与肿瘤体积的测量结果高度相关(R2=0.9263,R2=0.9068)。通过计算机断层成像(Micro-CT),对肿瘤的新生血管进行分析,并用可视化的手段对肿瘤的血管新生特性进行三维显示,Micro-CT成像结果验证了BLI、FMI成像揭示的肿瘤生长后期的非指数生长特性。