光声活体流式细胞术对循环黑色素瘤细胞的在体无标记检测
发布时间：2022-01-16 13:19
循环肿瘤细胞（Circulating Tumor cell,CTC）是肿瘤转移的重要标志,目前检测CTC的技术大多为体外检测或在体标记的方法,光声活体流式细胞术（in vivo Photoacoustic Flow Cytometry,PAFC）可以实现CTC的在体无标记检测。光声效应是指激光照射在生物组织时,生物组织由于吸收光子能量产生热膨胀并向外辐射超声波的过程。本次硕士课题是基于光声效应检测原理搭建PAFC系统,通过捡测血管中CTC的数目实现黑色素瘤的早期诊断与对病情发展的监测。系统设计主要包括图像导航、光声信号激发、光声信号检测与光声信号处理四个模块。图像导航模块主要采用CCD成像引导血管定位,从而引导激光激发被检测物的光声信号;光声信号激发模块主要通过将高频率脉冲激光塑形成楔形光斑聚焦血管位置,激发血管中被检测物的光声信号;光声信号检测模块主要是声信号向电信号的转换、信号放大与信号存储;光声信号处理模块中,存储的数据经阈值法、作差法、单周期信号分析等方法处理确认光声信号来源于被检测物。由于黑色素瘤细胞中所含的黑色素对1064 nm激光具有特异性吸收,相对于血液背景的吸收具有明...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
集合了多种模型的流式细胞仪检测原理
图 1-2.两种光声检测设计模式图。左图为光分辨光声检测设计，激光聚焦于血管位置，非聚焦型超声探头接收光声信号；右图为声分辨光声检测设计，非聚焦激光照射在被检测血管，聚焦型超声探头接收光声信号，探头焦点与激光照射位置重合。Fig. 1-2. Two kinds of design for photoacoustic detection. The left part is the design of opticaresolution photoacoustic detection. Laser beam is focused on vessels and the non-focusedtransducer receives photoacoustic signals. The right part is the design of acoustic-resolutionphotoacoustic detection. Non-focused laser radiates on vessels and a focused transducer detectsphotoacoustic signals. The focus of the transducer is in the location of laser eradiation part.1.2.2 光声检测的应用基于光声效应原理的技术有光声显微镜[33]、光声断层扫描成像（PhotoacoustComputed Tomography，PACT）[34]、PAFC[35]等。光声显微镜可应用于气态[36]、固态[37，38]、与液态[38，39]样品的研究。在生物研究领域，光声显微镜可应用于脑部[40]、皮肤[41]等部位的检测。光声显微镜设计通常是将光纤激光器发射处的激光经过一块圆锥形棱镜产生环形照明效果，环形照明光聚焦于组织，与超声探头的焦点重合，产生共聚焦的效果。超声探头可以检测到一维超声信号，将激光与超声探头移动，对特定区域进行快速扫描将获取的
上海交通大学硕士学位论文在不同位置，将获取的信号通过算法进行图像重建。光声成像技术虽然具有的分辨率与较深的检测深度，但由于图像重建需要一定的反应时间，检测反度低于 PAFC。PAFC 将血管作为天然的鞘管，检测血液中靶细胞产生的光声，与传统流式细胞术功能类似，可以实现不同细胞信号的识别与计数。对于中的红细胞（Red Blood Cells, RBCs）、白细胞（White Blood Cells, WBCs）、素瘤细胞（如 B16F10 细胞株）、血浆（Plasma）等成分对特定波长具有特异收，如 RBCs 对 532nm 波长具有特异性吸收等，根据吸收差异 PAFC 可以实血液中不同细胞的信号检测（如图 1-3 所示）。PAFC 检测到的光声信号为机，不仅可以从信号幅值进行区分，还可以通过信号波动特征进行分析。血液同物质产生的光声信号差异不仅仅与对物质对不同波长激光的特异性吸收[43]，也与被检测物的大小[44]、形状[45]等因素有关。
本文编号：3592738
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
集合了多种模型的流式细胞仪检测原理
图 1-2.两种光声检测设计模式图。左图为光分辨光声检测设计，激光聚焦于血管位置，非聚焦型超声探头接收光声信号；右图为声分辨光声检测设计，非聚焦激光照射在被检测血管，聚焦型超声探头接收光声信号，探头焦点与激光照射位置重合。Fig. 1-2. Two kinds of design for photoacoustic detection. The left part is the design of opticaresolution photoacoustic detection. Laser beam is focused on vessels and the non-focusedtransducer receives photoacoustic signals. The right part is the design of acoustic-resolutionphotoacoustic detection. Non-focused laser radiates on vessels and a focused transducer detectsphotoacoustic signals. The focus of the transducer is in the location of laser eradiation part.1.2.2 光声检测的应用基于光声效应原理的技术有光声显微镜[33]、光声断层扫描成像（PhotoacoustComputed Tomography，PACT）[34]、PAFC[35]等。光声显微镜可应用于气态[36]、固态[37，38]、与液态[38，39]样品的研究。在生物研究领域，光声显微镜可应用于脑部[40]、皮肤[41]等部位的检测。光声显微镜设计通常是将光纤激光器发射处的激光经过一块圆锥形棱镜产生环形照明效果，环形照明光聚焦于组织，与超声探头的焦点重合，产生共聚焦的效果。超声探头可以检测到一维超声信号，将激光与超声探头移动，对特定区域进行快速扫描将获取的
上海交通大学硕士学位论文在不同位置，将获取的信号通过算法进行图像重建。光声成像技术虽然具有的分辨率与较深的检测深度，但由于图像重建需要一定的反应时间，检测反度低于 PAFC。PAFC 将血管作为天然的鞘管，检测血液中靶细胞产生的光声，与传统流式细胞术功能类似，可以实现不同细胞信号的识别与计数。对于中的红细胞（Red Blood Cells, RBCs）、白细胞（White Blood Cells, WBCs）、素瘤细胞（如 B16F10 细胞株）、血浆（Plasma）等成分对特定波长具有特异收，如 RBCs 对 532nm 波长具有特异性吸收等，根据吸收差异 PAFC 可以实血液中不同细胞的信号检测（如图 1-3 所示）。PAFC 检测到的光声信号为机，不仅可以从信号幅值进行区分，还可以通过信号波动特征进行分析。血液同物质产生的光声信号差异不仅仅与对物质对不同波长激光的特异性吸收[43]，也与被检测物的大小[44]、形状[45]等因素有关。
本文编号：3592738
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