活体无标记光声流式图像细胞仪技术在皮肤癌早期诊断的应用

发布时间：2017-03-20 19:07

  本文关键词：活体无标记光声流式图像细胞仪技术在皮肤癌早期诊断的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物组织具有光声效应，即血管中的循环目标微粒受到高频脉冲激光的照射后，吸收光能转换为热能，局部温度升高，体积膨胀，，发射出不同频率的超声信号，即光声信号。本次硕士课题将光声效应理论应用到活体流式细胞仪技术中，设计并搭建了活体无标记光声流式图像细胞仪（In vivoPhotoacoustic Flow Cytometry, PAFC），并将其应用于探测微血管中的循环肿瘤细胞，为癌症早期诊断提供新的方法，以达到降低癌症死亡率的目的。仪器系统的总体框架包括三部分：光声信号的激发部分，光学显微镜成像部分，和光声信号的探测部分。光声信号的激发部分采用红外波段的1064nm的脉冲激光作为激发光源激发目标组织产生光声信号；光学显微镜成像部分帮助定位血管，并将激光光斑聚焦在血管相应的位置；光声信号探测部分利用函数发生器同步触发脉冲激光和数据采集卡选择性采样，利用Matlab GUI将GaGe数据采集卡的相应功能程序结合，实现了实时、连续、无丢失的数据采集和存储。对于仪器采集到的原始光声信号进行数据处理，同时采用了小波分析的方法降低背景噪声和信号数字平均的方法将信号信噪比提高N（N为做信号平均的平均数）倍。关于活体无标记光声流式图像细胞仪的生物医学应用，本次硕士课题利用该仪器成功地在体外检测到人类黑色头发丝和鼠源高转移性黑色素皮肤癌细胞B16F10的光声信号；并进一步利用该仪器记录了皮肤癌小鼠模型的在体循环肿瘤细胞B16F10在特定时间内的计数，作为癌症早期诊断和观察皮肤癌发病转移过程的重要参数。关于活体无标记光声流式图像细胞仪的未来发展，计划从仪器硬件优化、数据处理算法优化、和生物医学应用方向拓展等方面继续深入探究。
【关键词】：生物组织的光声效应 光声流式细胞仪（PAFC） 皮肤癌 小鼠黑色素皮肤癌细胞 B16F10 循环肿瘤细胞 CTC
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R739.5
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 图录8-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 生物组织的光声效应和基于光声效应的细胞探测方法10-11
• 1.2 活体光声流式细胞仪的研究意义和研究现状及分析11-14
• 第二章 活体无标记光声流式图像细胞仪的理论基础14-18
• 2.1 生物组织对电磁波的吸收和传导14-15
• 2.2 生物组织中光声信号的产生15-16
• 2.3 生物组织光声信号的传播和探测16-17
• 2.4 本章小结17-18
• 第三章 活体无标记光声流式图像细胞仪的设计18-56
• 3.1 PAFC 设计的总体框架：18-20
• 3.2 光声流式图像细胞仪的各部分模块设计20-45
• 3.2.1 PAFC 激发生物组织光声信号的部分：20-29
• 3.2.2 PAFC 照明和成像部分:29-35
• 3.2.3 PAFC 探测生物组织光声信号的部分35-45
• 3.3 光声流式图像细胞仪的信号实时采集与处理45-54
• 3.3.1 光声信号的实时数据采集和存储45-46
• 3.3.2 光声信号的数据处理46-54
• 3.4 本章小结54-56
• 第四章 活体无标记光声流式图像流式细胞仪的应用实验56-68
• 4.1 体外验证实验56-60
• 4.2 活体模拟肿瘤实验60-63
• 4.3 活体癌症早期诊断实验63-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第五章 活体无标记光声流式图像细胞仪的未来发展与应用展望68-72
• 5.1 优化仪器设计68-69
• 5.2 优化信号处理69-70
• 5.3 生物医学应用拓展70-71
• 5.4 本章小结71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文77-79

【参考文献】

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1 魏勋斌;郭进;李延;王成;张黎;李凯;樊志超;陈芸;;光学活体成像技术进展[J];激光与光电子学进展;2009年08期

  本文关键词：活体无标记光声流式图像细胞仪技术在皮肤癌早期诊断的应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：258292