活体光声流式细胞仪光声信号数据分析方法

发布时间：2022-12-25 13:41

　　本硕士课题为对活体光声流式细胞仪光声信号的优化分析方法。活体光声流式细胞仪的理论基础是生物组织的光声效应,即当活体组织受到特定的激光照射之后,电磁波的能量会被靶细胞吸收,导致局部组织出现升温情况,发生膨胀现象,进而向外发射声波。我们搭建的活体光声流式细胞仪（In Vivo Photoacoustic Flow Cytometry,PAFC）实现了常规离体检测和活体靶细胞在体检测,同时保证了检测的无创性和实时性。黑色素瘤是一种恶性瘤,最常见于转移期的循环组织中。在肿瘤转移灶形成过程中,往往在血液循环系统或淋巴循环系统中会有循环肿瘤细胞的出现。我们搭建的PAFC能够在体检测循环系统中的黑色素瘤细胞,通过对得到的光声信号进行特征分析,实现肿瘤的早期检测,进而实现早期诊断和治疗。目前常见的信号分析主要包括时域内的阈值判断法、半高全宽（FWHM）法以及频域内的快速傅里叶变换（FFT）及滤波法、功率谱分析法和高低频比较判别法等。然而活体实验中,从靶细胞获得的光声信号因受高幅值噪声的污染而往往难以被筛选出来,因此需要通过额外的算法处理。本课题采用了基于皮尔逊相关系数和包络峰半高全宽等多种信号特征,并... 

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 生物组织的光声效应及在体检测技术对比
    1.2 活体光声流式细胞仪研究意义,目前成果及发展现状
        1.2.1 黑色素瘤细胞癌变现状及其治疗
        1.2.2 乳腺癌癌变现状及其治疗
    1.3 本章小节
第二章 活体光声流式细胞仪基本内容
    2.1 光声检测理论基础
        2.1.1 生物组织和电磁波的相互作用
        2.1.2 生物组织中光声信号的产生
        2.1.3 生物组织中光声信号的传播和检测
    2.2 活体光声流式细胞仪仪器设计及实验设计
        2.2.1 活体光声流式细胞仪基本原理及整体设计
        2.2.2 活体光声流式细胞仪子模块介绍
        2.2.3 光声信号采集以及存储方案
        2.2.4 活体验证实验设计
    2.3 本章小结
第三章 活体光声流式细胞仪光声信号的数据处理算法
    3.1 活体光声流式细胞仪光声信号现有处理和分析方法
        3.1.1 光声信号预处理
        3.1.2 光声信号时域分析
        3.1.3 光声信号频域分析
        3.1.4 现有处理分析方法的局限性
    3.2 基于皮尔逊相关系数的数据分析方法
        3.2.1 原理介绍
        3.2.2 处理结果展示和结果分析
    3.3 基于时域半高全宽值的数据分析方法
        3.3.1 原理介绍
        3.3.2 实现方法
        3.3.3 处理结果展示和结果分析
    3.4 基于频域峰偏移量的数据分析方法
        3.4.1 原理介绍
        3.4.2 处理结果展示和结果分析
    3.5 基于机器学习的数据分析方法
        3.5.1 基于逻辑回归模型的二分类处理方法
        3.5.2 基于神经网络算法的分类处理方法
    3.6 本章小结
第四章 活体光声信号处理算法的优化点及未来展望
    4.1 数据处理方法优化
        4.1.1 基于信号特征筛选方法的优化
        4.1.2 基于机器学习分类方法的优化
        4.1.3 算法综合
        4.1.4 数据可视化
    4.2 仪器设计方面优化
    4.3 活体光声流式细胞仪的未来发展展望
        4.3.1 穿戴式便携设备
        4.3.2 应用领域拓宽深入
    4.4 本章小结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]乳腺癌在中国的流行状况和疾病特征[J]. 郑莹,吴春晓,张敏璐.  中国癌症杂志. 2013(08)
[2]恶性黑色素瘤的免疫治疗现状与进展[J]. 杨华,郑勤.  现代肿瘤医学. 2011(11)



本文编号：3726727