应用诱发荧光图像在体定位肿瘤的研究

论文摘要

[目的]本论文研究了近紫外光诱发荧光图像在体定位S180肉瘤技术，为肿瘤切除术、光动力治疗等各种疗法提供实时检测手段，同时对肿瘤的早期诊断和提高组织活检检出率有着非常重要的意义。本论文同时借助医学图像处理技术，对采集到的荧光图像进行配准和评价，进一步论证了该研究方法的可行性和准确率。[方法]采用近紫外光诱发小鼠S180肉瘤组织内聚集的光敏剂荧光，选择波长395-425 nm和体表激发光功率密度120 mW／cm2的激发光源，通过设计的图像采集系统采集荧光图像。通过实验，比较血卟啉衍生物不同剂量和荧光图像采集时刻对诊断结果准确率的影响，确定两个实验参数的最佳组合。对采集到的荧光图像进行图像处理和分析，通过实验结果提取肿瘤图像边缘，与病理诊断结果比较，实现肿瘤荧光图像与实际病理诊断结果的配准。[结果]1．通过光敏剂血卟啉衍生物在小鼠体内的不同药物剂量实验，初步确定在代谢时间（18 h）60 mg／Kg为最佳药物剂量。低剂量组和高剂量组分别出现不同程度假阴性和假阳性诊断。2．通过光敏剂血卟啉衍生物在小鼠体内的不同代谢时间比较，初步确定在相同药物剂量（60 mg／Kg）18 h为荧光图像最佳采集时刻。3．通过实验确定血卟啉衍生物剂量为60 mg／Kg，给药后18小时采集荧光图像准确率最高。从图像目标区灰度值曲线可以看出，10 h时采集的昆明种小鼠腹部S180肉瘤图像荧光强度最强，但是图像对比度最强却出现在18 h。通过对所采集到的肿瘤荧光图像归一化处理后，得到荧光图像边界灰度值均值估计值，为肿瘤图像的边缘检测和提取提供重要参数。[结论]1．受激S180肿瘤组织荧光强度与光敏剂给药剂量成正比、与图像采集时刻推迟呈现先升高后降低的变化趋势。但是高剂量组与低剂量组对应的诊断准确率都相对较低。据此可以选择恰当的药物剂量和图像采集时刻，以获得最清晰的S180肉瘤组织的荧光图像，同时较为准确地提供肿瘤位置和边缘等重要信息。对临床肿瘤手术和光动力疗法中的定位、确定治疗范围有一定的参考价值。2．本研究将组织光学和医学图像处理方法有机结合，获得了一种相对客观、准确的量化评价肿瘤荧光图像的方法，为准确提取肿瘤边缘提供参数估计，从而使得近紫外光诱发荧光图像定位肿瘤方法在手术中实时检测和早期肿瘤的诊断等方面的应用成为可能。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 激光诱发荧光诊断肿瘤的发展历程
• 1.2 激光诱发荧光不同诊断方法的比较
• 1.3 课题的提出与要完成的工作
• 第二章 理论依据
• 2.1 激光诱发荧光简介
• 2.2 雅布隆斯基图解
• 2.3 光敏剂研究进程
• 2.4 激发光源的选择
• 第三章 材料与方法
• 3.1 实验材料
• 3.2 动物模型的制备
• 3.3 滤光片的波段选择
• 3.4 光敏剂的比较和选择
• 3.5 实验方法
• 3.6 图像处理方法:图像增强、平滑、锐化、识别和边缘追踪标记
• 3.7 动物实验分组方法
• 3.8 诊断结果的鉴定
• 3.9 统计学分析
• 第四章 结果与分析
• 4.1 诊断结果概述
• 4.2 不同剂量光敏剂HpD实验结果
• 4.3 给药后不同时间采集的荧光图像实验结果
• 4.4 图像归一化处理
• 4.5 不同观测时间点肿瘤病灶区域荧光强度变化的结果
• 4.6 不同荧光图像采集时刻肿瘤荧光图像边界灰度值变化的结果
• 4.7 不同采集时刻肿瘤荧光图像与实际病灶配准度结果
• 第五章 讨论
• 5.1 光敏剂剂量、肿瘤荧光图像采集时刻对诊断结果准确率的影响
• 5.2 荧光图像定位肿瘤图像处理方法
• 5.3 紫外光诱发肿瘤荧光图像定位方法的发展前景
• 第六章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 综述
• 致谢