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灰度图像校正在视网膜内源光信号探测中的应用
目的 对视网膜内源光信号的图像进行预处理,消除测试眼因眨眼抖动而产生的图像位置偏移;降低因图像灰度不均匀而产生的背景噪声.方法 本文首先采用归一化相关系数匹配法对图像进行配准,然后采用灰度线性变换对获取的图像进行灰度校正,后提取视网膜黄斑区的内源光信号.结果 灰度图像校正能有效提高内源光信号的相对强度,波谷幅度相对处理之前增强两倍(5%提高到12%;12%提高到26%);还可以改善内源光信号变化曲线,能观察到更多的信号细节变化.结论 文中方法与已有文献中的结果相似,说明该方法是有效可靠的,为探索信号生理学意义奠定了基础.
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OCT技术及在医疗诊断中的应用
光学相干层析(OCT)作为一种新型的成像技术,能对活体组织内部微小结构进行实时、在体、高分辨率的断层成像,从而成为一种全新的疾病诊断手段.目前基于OCT的新方法和新技术不断涌现,并逐步应用于临床检查.
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争鸣与合作——记2009江苏博士研究生学术论坛分子影像会议
2009江苏博士研究生学术论坛分子影像学会议于2009年5月23日在南京东南大学正式召开.与会专家和代表来自全国50多所高等院校和著名科研单位及综合性医院.大会主席是江苏省分子影像中心主任、东南大学附属医院放射科主任滕皋军教授.会议为期两天,主要讨论靶向显像方法新进展、磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)、新型显像对比剂、核医学肿瘤靶向分子显像及分子显像技术在基础和临床应用研究领域等议题.
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内源信号光学成像观测依达拉奉对脑损伤后SD大鼠损伤区微循环改变的影响
果,可显著改善损伤后脑体感区的血液循环,可在一定限度内维持脑损伤后损伤区的微循环稳定性.
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估计点扩展函数对内源性光学成像信号的提取
脑内源信号光学成像是近十几年发展起来的研究大脑皮层神经群体活动的成像方法.内源性光学信号非常微弱,并且在穿过皮层组织时会发生扩散,使得图像存在一定程度的退化.本研究通过对功能图像的二阶统计量分析,选取功能柱区域与非功能柱区域像素进行联合求解高斯函数,得到针对内源性光学信号的点扩展函数的估计,并对内源性光学信号图像进行恢复.恢复图像的二阶统计量的分布形式表明,图像中的功能柱区域较处理前更为集中.利用此结果,以恢复图像的二阶统计量作为阈值划分的标准,对功能柱区域进行了准确的分割提取.
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脑皮层功能活动与病理状态光学检测方法研究进展
光学成像方法具备高时间、空间分辨率和多参数的信息获取能力,在神经科学研究中发挥着重要的作用,受到广泛关注.简要介绍和评述了用于脑皮层功能检测的主要光学成像方法,并重点讨论了其中两种方法--内源光信号成像与激光散斑成像的基本原理、技术进展,以及在脑功能活动与病理状态检测中的应用.
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共聚焦激光扫描显微镜技术及相关荧光探针在细胞器研究中的应用
共聚焦激光扫描显微镜(confocal laser scanning microscope,CLSM)是上世纪80年代发展起来的先进的分子细胞生物学分析仪器.它在荧光显微镜成像基础上加装了激光扫描装置,利用计算机进行图像处理,把光学成像的分辨率提高了30%～40%,是光学显微镜发展史上的重大突破.它通过其独特的成像原理和技术[1],使用紫外线或可见光激发荧光探针,不仅可观察固定的细胞、组织切片,还可以对活细胞的结构、分子、离子等进行实时动态观察和检测,在亚细胞水平上观察诸如Ca2+,pH值,膜电位等生理信号及细胞形态的变化,成为形态学、分子细胞生物学、神经科学、药理学、遗传学等领域中新一代强有力的研究工具[2].
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中国光子生物学研究与光诊断技术进展
激光技术由于具有非接触、凝血、消毒等优点而被广泛地应用到医学临床各科中,光子所特有高能量、高的空间、时间和光谱分辨的特性使得光学成像、光声成像、荧光光谱分析等光学诊断技术及相关基础研究工作得到越来越深入的发展,特别是结合现代信息检测与分析技术的高速发展,取得了诸多有益的成果.在此,简要叙述生物光子的组织内传输与相互作用分析、光学功能成像技术和光动力学疗法应用研究等方面的进展.
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近红外线光学成像诊断微小肝癌的初步研究
目的 探讨近红外线光学成像在动物活体的皮下HepG2移植瘤的成像表现.方法 取HepG2皮下荷瘤鼠10只,应用小动物分子成像仪和非特异性探针Cy5.5对裸鼠移植瘤行近红外线光学成像(Near Infra-red Optical Imaging),以得到早期肿瘤的大小和荧光强度信息.结果 10只HepG2皮下荷瘤裸鼠中有8只肿瘤清晰成像,成像敏感度为80%,成像瘤体的平均径线为3.717 mm×2.612 mm,平均体积为15.768 mm3.其余2只受背景荧光影响而肿瘤边界显示不清.结论 近红外线光学成像具有敏感性高的优点,应用非特异性探针即可在较早期阶段发现微小肿瘤.而背景荧光干扰和成像深度有限是影响实验结果的瓶颈.
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光学分子影像学技术在肿瘤中的应用进展
分子影像学技术是一种在活体状态下从微观上显示组织、细胞及亚细胞水平的影像技术,具有实时、无创、精准及灵敏等特点,可在细胞和分子水平进行肿瘤早期筛查和诊断.随着生物发光与荧光成像技术的进步,光学分子影像学技术快速发展.本文就光学分子影像学技术在肿瘤中的应用进展进行综述.
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移植细胞的影像学示踪
细胞治疗、基因治疗已逐渐成为现代医学治疗的一类重要方法.随着分子影像学的提出,能通过活体检测移植后的细胞,方法主要有磁共振成像、核医学成像、光学成像.
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靶向超声造影显像研究现状与进展
现代医学影像学已从传统的解剖结构成像,逐步发展进入了功能成像与分子显像时代,分子影像学的概念早是由 Weissleder 等[1]提出,即应用影像学方法,对活体状态在细胞和分子水平的生物过程进行定性和定量研究.其目的是通过各种成像工具,对体内的重要分子,特别是对一些疾病的产生、发展有重要作用的分子及传导途径进行成像,以便对疾病进行早期诊断和治疗.传统的分子影像技术包括 MRI、SPECT/PET、光学成像等.超声分子影像学是应用超声影像学方法,通过靶向超声造影剂与体内特异性配体结合,观察靶组织在组织、细胞及亚细胞水平的成像,以此达到在体反映病变组织在分子基础上的变化[2,3].随着对超声造影剂尤其是纳米造影剂研究的深入,靶向超声造影在疾病诊断中的作用越来越受到重视.
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多光谱成像在膀胱镜检查中应用的临床意义
目的 探讨不同光谱条件下膀胱镜检查的成像特点及其临床意义. 方法 2011年5月至2013年5月采用随机化分组表选取膀胱肿瘤患者16例、良性前列腺增生患者14例、膀胱及下尿路正常的上尿路疾病患者5例行普通光谱条件下的膀胱镜检查.男31例,女4例.年龄43～84岁,平均56岁.35例均行膀胱CT检查,膀胱肿瘤患者行TURBT及病理检查以明确诊断.硬膜外麻醉下,采用多光谱内镜光源与27 F电切镜连接,经尿道置入膀胱,观察在白光、紫外光(401.0 nm)、蓝光(467.6 nm)、绿光(534.2 nm)、红光(660.6 nm)、近红外光(763.8 nm)等6种光谱照射条件下,膀胱腔的可视度以及膀胱黏膜与黏膜下层的移动度.观察膀胱黏膜和膀胱肿瘤的表面色泽、血管密度、血管清晰度、血管立体状结构等特征. 结果 本组35例,紫外光和近红外光照射时,视频显示器不显像;绿光照射膀胱黏膜时,能清晰显示黏膜表面和黏膜下层血管,并呈立体网状结构;蓝光照射时,黏膜表面和黏膜下层的血管密度增加,但清晰度较差;红光照射时,黏膜均呈红色,不能区分黏膜下血管和黏膜.16例TURBT术中,7例肿瘤切除至黏膜下层时,白光下见结构完整的浅表肌层,绿光下看不到血管,术后病理证实为T1期;6例绿光下能够识别黏膜血管与肿瘤血管间的结构关系,术后病理证实为Ta期;3例切除肉眼所见肿瘤后,于白光观察正常的膀胱黏膜处,绿光下发现点状血管形态结构异常,术后病理证实为T1s期. 结论 不使用荧光染料,紫外光、蓝光、红光和近红外光在膀胱镜检查中没有使用价值.绿光(534.2 nm)照射正常膀胱黏膜时,黏膜表面和黏膜下层血管共同呈现立体网状结构,有助于识别微小的肿瘤和实时分析肿瘤的浸润深度.
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组织仿体液中近红外荧光分子探针的3-D成像
目的 研制荧光分子断层成像实验系统,获取组织仿体内近红外荧光探针的3-D图像.方法 系统采用低温制冷CCD相机作为高灵敏弱光信号探测器,通过旋转目标物,得到各个角度的激发荧光场.组织内近红外光子传输遵循漫射近似理论,图像重建采用基于有限元的快速算法.结果 荧光检测系统可以获取全周高密度原始数据,重建图像可再现漫射介质内的荧光目标物的位置与3-D形状.结论 仿体液中荧光目标物重建结果良好,可作为在体动物光学断层成像平台.
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漫射光学断层成像系统的研究与设计
目的 设计并构建一套漫射光学断层成像系统.方法 利用近红外激光器作为光源,仅用一个光电倍增管作为检测器.一个光学多路复用器用于切换检测通道.系统的32个通道(16个发射通道,16个检测通道)工作在连续密度波模式,用来获取256个边界检测数据.结果 基于所提出的成像系统进行了实验.用intralipid作为仿体,碳素墨水作为吸收体.吸收体在浸入仿体前后分别在边界上得到一组检测数据.将这两组数据归一化后用来重建吸收系数图像.重建结果反映了吸收体的实际位置和大小.结论 所提出的成像平台能够有效地用于组织光学参数的成像.但由于逆问题的欠定性很严重,重建算法中也没有考虑噪声的影响,导致重建图像的分辨率还不够高.下一代系统可以考虑利用更多的先验知识和提高系统性能来改善重建结果.
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近红外荧光成像在小动物体内探测深度研究
目的 获取小动物体内近红外荧光深针的荧光图像,找出体内探测深度与荧光深针浓度两者之间的关系.方法 采用低温制冷高灵敏度CCD作为系统的深测器,通过探测器采集出荧光探针在小动物体内,以及液态仿体内不同深度的荧光信号.结果 得到了不同浓度的荧光探针在不同探测深度的荧光强度信息.结论 找到了小鼠体内不同位置及深度的荧光强度关系.近似地找出了荧光探针浓度与探测强度的线性关系,可作为日后实验系统的参考.
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MR分子影像学研究的进展
过去20年间,医学影像学有了明显进展,各种影像设备的分辨率不断提高,一些实验性成像系统已具有了显微分辨能力[1],这些进展将活体影像学带进了基础科学,使其可以深入到细胞、分子水平.与此同时,分子生物科学的迅猛发展,为基因组研究、疾病机理分子水平的阐明及基因治疗提供了丰富的理论依据.据此,Weissleder等[2]提出了分子影像学(molecular imaging)的概念,它指的是活体状态在细胞和分子水平应用影像学方法对生物过程进行定性和定量研究.传统的影像诊断显示的是一些分子改变的终效应,而分子影像学探查疾病过程中基本的分子异常.分子影像学的成像技术主要有3种:核医学、磁共振(MR)、光学成像(optical imaging).笔者在此主要是综述MR在分子影像学方面的相关基础知识及其应用.
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叶酸受体靶向性的γ-环糊精-叶酸包合物修饰的CdSe/ZnS量子点的合成及其生物活性
采用简单且方便的超声方法合成了具有叶酸受体(FR)靶向性的γ-环糊精-叶酸包合物(γ-CD/FA)修饰的CdSe/ZnS量子点(QDs)纳米粒.利用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱和透射电子显微镜(TEM)等手段对其进行了表征.结果表明,FR靶向性的γ-CD/FA修饰的CdSe/ZnS QDs,不但具有较好的单分散性和较小的尺寸,还具有较高的量子产率(QY)和较长的荧光寿命等较好的光学性能.细胞毒性实验表明,FR靶向性的γ-CD/FA修饰的CdSe/ZnS QDs具有较低的毒性,还具有选择性地进入FR高表达的癌细胞内的功能.这种直径为4～5 nm的QDs比较容易进入细胞,在体内易被肾脏清除,比较适合于在生物探针或生物成像等生物医学方面的应用.
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分子影像学的临床应用探讨
分子影像学是由医学影像技术和分子生物学相互交叉渗透而产生的新学科,与之相对应的分子影像是利用现有的一些医学影像技术(主要是光学成像、核素成像、磁共振成像)对人体内部特定的分子进行无损伤的实时成像.
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光学相干断层扫描在胃肠肿瘤疾病中的应用进展
光学相干断层扫描(OCT)是一种可以对生物组织实时、在体、高灵敏度、高分辨率及非侵入性的光学成像方法.它可以从微观结构上显示组织断层的三维立体形态结构图像,又可以显示组织的吸收、散射、血液流速等功能信息,其分辨率接近组织病理切片水平.通过与消化道内镜、穿刺针、导管及腹腔镜等装置结合,可以明确组织微观结构、淋巴结性质、肿瘤边界,未来腹腔镜OCT可实时确定肠管切除范围及淋巴结清扫范围,因此OCT技术在胃肠肿瘤性疾病中的诊断治疗及临床应用中有极大的潜力.
