基于锥形束CT数据估算颌骨骨量变化的方法研究

目的:建立一种基于锥形束CT二次成像数据,对个体颌骨骨量变化情况进行半自动估算的有效方法。方法:首先获得同一研究对象下颌骨骨量变化前后的两套锥形束CT三维图像数据,对这两套三维图像采用计算机程序化算法进行最大互信息图像配准,配准后做差得到差异图像,针对差异图像进行阈值分割,分割后得到下颌骨骨量变化的区域,然后计算该区域的体素数量,进而定量定位估算颌骨在两次成像之间的骨量变化。本文在提出方法的同时,用人类湿下颌骨标本和猪肋骨块进行骨量变化估算的平台实验,以猪肋骨块的光学扫描结果为真实骨量变化的参照,对算法进行定量校正。结果:针对8组不同骨量变化图像,本文所提出的方法能有效地估算出骨量变化量,并给出其定位,通过光学扫描结果对算法进行校正,修正系数为0.8044,校正后估算结果与真值的确定系数为0.988。结论:本文所提出的方法可基于两次锥形束CT成像数据有效地定量定位估算出同一研究对象的颌骨骨量变化。该方法为口腔科相关治疗的疗效评价及改进提供了一种半自动定量定位的分析手段。

光声成像技术在泌尿外科的应用

近年光声成像技术(PAI)凭借其优异的光学分子特异性和深层组织成像能力成为一种新兴的医学成像工具。光声成像技术可提供多种内源性和外源性对比度,这种优异的特性极大地促进了其在临床的发展。泌尿系统肿瘤由于病变会产生异常化学物质的积累,光声成像技术对这些化学物质具有特异性选择性,结合光谱分析、深度学习等智能手段可对组织中的异常做出判断,为外科医师提供更多信息,可对泌尿系统肿瘤进行辅助诊断和穿刺活检指导。本文对光声成像技术进行了介绍,并总结了光声成像技术在泌尿外科领域的应用。

物理微环境调控干细胞定向分化

干细胞具有自我更新和多向分化的能力,在组织工程和再生医学领域被认为有广泛的应用前景。然而,干细胞的功能依赖于自身所处的微环境即干细胞龛。干细胞龛中包含复杂的生物物理和生物化学因素。最近的研究表明,生物物理因素即干细胞所处的物理微环境在调控干细胞定向分化中发挥着重要的作用。在体外,人工合成的物理微环境能够精确操控多种生物物理特性。在此基础上,研究者进一步开展了如基质硬度、基质形貌和机械力等生物物理特性对各种不同种类的干细胞定向分化功能影响的研究。本文总结了人工构建物理微环境的手段及力学模型,并且综述了不同生物物理特性对干细胞分化影响的研究现状,希望对今后相关领域的研究发展提供参考借鉴。

光致超声技术及其应用

换能器作为超声系统的核心部分,起着重要的作用。传统的超声换能器是电驱动器件,利用材料的压电效应实现电-声转换,然而面对应用环境的苛刻要求,其有限的带宽限制了其在高标准要求环境中的应用。光致超声作为一种新型技术,利用激光代替电作为激励源获得超声,拥有传统压电技术无法具备的特性,如高频率和大带宽,这是成像和传感所需要的。同时,光致超声技术具有较为简单的换能器构架,避免了电子元件组装的复杂性,使得各种形状的超声换能器开发成为可能,比如凹形换能器和全向换能器。光致超声技术的这些优势使其有望获得更广泛的应用。对光致超声技术进行了介绍,主要包括光声机制、换能器性能表征和该技术在生物医学领域中的最新应用,并进一步讨论了光致超声技术未来可能的发展方向。

高光谱相干拉曼散射技术及其应用

生物样品存在着丰富的物质信息,每一种物质都有其自身独特的性质及功能,对这些物质在生物体内的产生、转运、分布等进行研究可以使我们更加深入地了解生物系统。具备良好化学特异性的光学显微镜为这些研究提供了强大且可靠的工具。拉曼散射技术由于解决了荧光显微镜所需的外源性标记所带来的问题,极大地促进了生物医学的发展。高光谱相干拉曼散射(hyperspectral coherent Raman scattering,HS-CRS)技术可对不同成分物质进行无标记化学成像,通过同时提供图像和光谱信息,对样品内物质的性质、含量和分布状况做出判断,为科研人员提供了更多维度的物质信息。HS-CRS技术在近几十年内进行了不断的技术更新并在生物医学领域完成新的技术应用,本文对主要的HS-CRS技术的实现形式及方案进行了介绍,并总结了HS-CRS技术在生物医学领域的应用。