高动态光学血管造影成像

我们提出一种高动态光学血管造影成像(HDOA)方法来实现活体生物样本血管造影成像.该方法通过设置高动态范围曝光时间,依据动态积分效应和吸收效应以实现高动态积分时间调制.通过该方法,不仅能够同时获得各级血管清晰的造影图像,还能消除样品厚度不均、吸收系数不同对成像造成的影响.论文以仿体和活体金鱼为样品,通过实验验证了HDOA方法根据动态积分调制效应和吸收效应,能有效实现各级血管同时成像.     

靶向吲哚菁绿纳米探针介导的光声治疗

光声治疗是一种利用纳米材料的光声效应选择性破坏癌细胞的方法。本研究采用叶酸作为肿瘤靶向分子,以聚乙二醇包裹吲哚菁绿形成纳米粒子(ICG-PL-PEG-FA),利用此纳米粒子在近红外区的光吸收特性,开展光声治疗研究。实验结果表明,这种叶酸标记的纳米探针对高表达叶酸的EMT6细胞具有高靶向选择性和靶向光杀伤性。这种基于包含吲哚菁绿纳米探针的光声治疗将有潜力发展为一种安全,高效的癌症治疗技术。     

基于空间频域滤波高动态光学投影层析的斑马鱼三维成像研究

本文提出了一种基于空间频率滤波的多曝光融合的高动态投影层析三维成像方法,实现了活体斑马鱼（17 mm × 4 mm,最大厚度为2.33 mm,最小厚度为0.29 mm）的三维结构成像. 通过相机采用不同曝光时间记录系列吸收图像,将每张图像取变换到频域去除低频后,将各张滤波后叠加并逆傅里叶变换回空域,对变换后的图像进行归一化处理,最终获得高动态图像. 在每个投影角度获得这种高动态吸收投影图像,进行滤波反投影算法重建,获得高动态的整条斑马鱼三维结构信息. 实验成像结果表明,这种空间频率滤波多曝光融合的高动态光学投影层析三维成像研究,可以获得复杂结构更丰富的空间信息,对斑马鱼等模式生物早期胚胎生长发育进程进行监测和定量评估有一定的应用前景.     

叶酸受体靶向的金纳米棒用于细胞内光声成像

目的 分子成像技术具有“早期检测”的特点,由于分子水平上的畸变早于解剖水平上的变化。本研究采用细胞内光声分子成像（PMI）方法,对靶向到癌细胞上的叶酸-金纳米棒（FA-AuNRs）精确定位成像。方法 本文合成了FA-AuNRs,并对其性质包括形貌、吸收光谱和生物相容性进行了研究。修饰叶酸赋予FA-AuNRs特异性靶向到叶酸受体高表达癌细胞的能力。然后,通过PMI实验研究FA-AuNRs对癌细胞的靶向特异性。结果 FA-AuNRs呈棒状,在~800 nm处有一近红外吸收峰。在癌细胞的细胞质中观察到强光声信号,而在正常细胞中只有弱光声信号,表明FA-AuNRs通过叶酸受体介导的内吞作用被癌细胞选择性摄取。这项研究证明了PMI能够实现对靶向到癌细胞上的FA-AuNRs精确定位成像。结论 借助特异性靶向作用,可以通过PMI获得癌细胞表面分子信息。该方法有望实现在细胞和分子水平上对生物过程进行可视化、表征和量化。     

基于主成分分析的随机森林视网膜OCT图像分层算法研究

视网膜是层状结构,临床上可以根据视网膜层厚度改变对一些疾病进行预测和诊断.为了快速且准确地分割出视网膜的不同层带,本论文提出一种基于主成分分析的随机森林视网膜光学相干断层扫描技术(optical coherence tomography,OCT)图像分层算法.该方法使用主成分分析(principal component analysis,PCA)法对随机森林采集到的特征进行重采样,保留重采样后权重大的特征信息维度,从而消除特征维度间的关联性和信息冗余.结果表明,总特征维度在29维的情况下,保留前18维度训练速度提高了23.20%,14维度训练速度提高了42.38%,而对图像分割精度方面影响较小,实验表明该方法有效地提高了算法的效率.     

通过SEC-UNet精准分割糖尿病视网膜病变眼底OCT图像脉络膜层

目的 糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病的严重并发症，可导致患者视力下降甚至失明。脉络膜的早期检查在DR诊断中起着至关重要的作用。然而，由于DR患者的光学相干层析成像（OCT）中存在脉络膜和巩膜边界模糊、视网膜病变阴影等问题，导致大多数现有算法无法精准分割脉络膜层。本文目的在于提高DR患者OCT图像中脉络膜层分割的精准度。方法 本文提出了一种结合挤压激励连接（SEC）模块和UNet的网络，简称SEC-UNet，不仅增强Unet的局部细节目标关注能力，且能跳出局部最优来增强整体表达能力。结果 SEC-UNet模型的ROC曲线下面积（AUC）达到0.993 0，优于传统UNet模型和SE-UNet模型。这表明SEC-UNet能够获得准确、完整的脉络膜层分割结果。统计分析脉络膜参数变化发现，与正常眼相比，87.1%的DR患者脉络膜中央凹1 mm内体积增加，这证明了DR很可能导致脉络膜增厚。结论 该技术有望成为一种新的辅助诊断工具，帮助医生研究脉络膜在糖尿病眼病的预防、发病机制和预后中的作用。