用于细胞三维结构观察的现代显微影像仪器及相关技术

细胞三维结构的观察分析能提供更多细胞显微水平结构和功能的信息。现代显微影像仪器及相关的三维重建等技术是研究细胞三维结构的有力工具。本文概述多种可用于细胞三维结构观察的显微工具,简单介绍其原理、优势、最新技术动态及应用领域等。     

劈裂纳米矩形的Fano共振效应及对不同偏振角入射激光的衰减作用

为了探讨光场的高阶关联对于轴向运动目标鬼成像 成像质量的影响,将热光高阶鬼成像相关理论应用于轴向运动目标鬼成像的研究中。首先, 建立了理想热光高阶强度涨落的轴向运动目标鬼成像模型,给出轴向运动目标高阶鬼成像的 高阶关联函数;接着,设置不同仿真参数对建立的数学模型进行了数值模拟,同时给出了相 关仿 真图像;最后,采用峰值信噪比(PSNR)质量评价方法 比较仿真图像的成像质量,并对仿真结果进行了分析。结果表明,对于轴向运动目标,随着 参考光束的阶数增加,光场的高阶关联将会极大的增加背景 涨落的噪声,导致图像重建质量急剧变差;而信号光束的阶数增加对成像质量影响较小,但 是成像质量会 随着信号光束的增加而增加,最低阶的鬼成像得到的鬼像质量最好。     

基于锥形束CT图像的肿瘤放疗计划剂量计算可行性分析

随机选取40例(头颈部组、胸部组、腹部组、盆腔组各10例)不同部位的Rapid Arc病例,首先导出所有病例首次治疗时位置验证产生的锥形束电子计算机断层扫描(Cone-beam computed tomography,CBCT)原始投影文件,用自行开发的锥形束CT图像处理工具(Cone-beam CT imaging toolkit,CITK)对CBCT投影进行散射校准并三维重建为0.5 cm层厚的断层CBCT图像;然后用Eclipse软件将计划CT图像与该病例对应的CBCT图像进行配准并将计划CT上勾画的靶区等结构映射到CBCT图像上保存;接着用相同的处方剂量和优化条件设计放疗计划,采用各自的HU-ED标定曲线进行剂量计算后生成剂量体积直方图(Dose volume histogram,DVH)并导出;最后计算所有DVH的剂量分布指数(Dose distribution index,DDI)值,用配对t检验分析两种方法的结果是否存在差异。结果显示,4组病例中只有胸部组病例有统计学差异(t=2.284,p0.05),其余组病例均无统计学差异(p0.05)。实验结果提示,在对CBCT图像进行有效的散射校准并标定对应的HU-ED曲线后,其可用于肿瘤放疗计划的剂量计算。     

非均匀混浊介质多光谱反射成像的仿真与实验研究

提出了一种采集高动态范围多光谱反射率的实验方 法,并通过测量5个非均匀混浊介 质样品在全视场照射条件下和500~940nm波长范围内的反射图像数据 证明了本方法的可行性。同时 采用在辐射传输理论框架下建立的并行iMC蒙特卡罗仿真模型,通过使用漫反射标准板准确 记录入射光 束能量分布,输入至iMC仿真程序,获得可与反射率测量数据相比较的反射率仿真图像数据 。本文工 作为求解根据反射率确定非均匀混浊介质样品的光学特征与几何参数的逆问题提供了实验与 理论工具。     

肿瘤异质性的影像学定量分析进展

对影像学指标定量分析肿瘤异质性及其研究进展进行了综述.阐述了目前在肿瘤异质性定量分析研究中常用的影像学指标在正电子发射体层显像(PET)和磁共振成像(MRI)等不同成像技术中的应用,分析其在临床预测肿瘤患者放化疗疗效或生存期等方面的价值.临床研究结果显示,异质性参数与患者放化疗疗效、生存期等存在显著相关性,具有一定的临床参考价值.综合不同影像的异质性参数以寻求最优的参数来评价肿瘤异质性可完善量化分析肿瘤异质性的标准.     

非成像式流式细胞仪的发展与应用

流式细胞仪(Flow Cytometer)是一种对细胞进行定量分析和分选的新型高科技仪器,它具有分析速度快、灵敏度高等优点,是临床医学和生物学研究的重要工具。本文概述流式细胞仪的主要结构、工作原理、最新进展以及一些重要的实际应用。     

基于剂量分布指数选择胸部肿瘤最优放疗计划的可行性分析

用剂量分布指数(Dose distribution index,DDI)回顾分析50例胸部肿瘤患者的放疗计划,根据肿瘤的位置将病例分成3组:常规组、病灶靠近需保护敏感组织组、胸壁组。每位患者设计3份备选计划,每个备选计划均计算DDI得分,最终有一个备选计划用于实际治疗。靶区的覆盖与治疗区所有组织同等重要时,70.0%(35/50)DDI得分高的计划与实际治疗选择的计划一致,当给予靶区或者脊髓和肺更高的权值后,不一致的结果中又有86.7%(13/15)得分高的与实际治疗选择保持一致。DDI指数提供了一种基于剂量体积直方图(Dose volume histogram,DVH)的客观评价备选放疗计划优劣的工具,尤其在DVH显示非常接近的备选计划中,DDI指数仍可很好的区分其不同,对最终胸部放疗计划的选取提供可靠的依据。     

18F-FDG PET图像中肿瘤非均匀性评估模型

肿瘤在功能图像中表现出的非均匀特性能够一定程度上反应出其基本特性和对治疗的响应,对这一特性的数学描述和建模可为治疗和预估治疗效果提供有意义的量化参考数据.本文提出一种新的放射性同位素氟18标记的脱氧葡萄糖(18F-FDG)正电子发射断层影像(PET)中肿瘤内部非均匀性计算模型,通过图像中相邻像素的FDG标准摄取值(SUV)差异和其位置特征,可得出能描述肿瘤图像呈现的非均匀特性的参数H指数.使用矩形和高斯球模体以及3例肺癌患者数据,通过与灰度共生矩阵(GLCM)图像分析法比较研究,验证了该模型的有效性.     

肿瘤细胞断层图像轮廓的三维极坐标插值方法

利用“细胞CT”——激光扫描共聚焦显微镜可以获得肿瘤细胞三维断层图像,实现肿瘤细胞三维可视化,为此提出了一种针对细胞断层图像轮廓的三维极坐标插值方法,以图形形态学中心为极坐标原点,将轮廓点转换为由极坐标表示.按极角采样获得离散轮廓点数据,综合多层轮廓信息,依照表面轮廓变化趋势,进行均匀三次B样条拟合完成插值.针对肿瘤细胞核常见的分支核结构,利用曲率角点检测和数学形态学相结合的方法实现轮廓分割,并采用基于阈值半径的轮廓匹配方法实现分支轮廓对应,继而实现细胞分支核插值.结果显示,本方法可实现细胞及细胞核的三维插值,插值后轮廓表面三维重建表现出良好的曲面光滑性和连续性,表明极坐标插值数据可为细胞三维形态结构测量提供便利.