基于X射线相衬CT的肝纤维化和肝血管瘤显微成像研究

发布时间：2017-10-09 19:18

  本文关键词：基于X射线相衬CT的肝纤维化和肝血管瘤显微成像研究

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【摘要】：X射线相位衬度成像(phase-contrast imaging, PCI),简称相衬成像,它是近年发展起来的一种具有高衬度和高空间分辨率的新成像技术。与传统的吸收成像原理不同,PCI是通过记录X射线穿透物体后相移信息的变化来成像。理论上,X射线穿透物体时其相位项的改变要比吸收相的改变大1000倍以上。因此,PCI能够满足生物软组织显微成像条件,获得生物软组织的丰富内部微观结构细节。相衬CT是在相衬成像与CT技术基础发展起来的基于相位信息的断层成像技术。相衬CT在相衬成像高分辨率基础上实现了三维成像,开拓了影像技术的新领域。本文利用肝脏样品进行成像,旨在探索PCI在肝纤维化疾病无创诊断与肝血管瘤显微成像中的应用特点,推动相衬成像技术在生物医学和临床中的应用发展。 本文分别利用衍射增强成像(diffraction enhanced imaging, DEI)和类同轴相衬成像(in-line phase-contrast imaging, ILPCI)技术,获得了大鼠肝纤维化模型和人体肝血管瘤模型的相衬CT图像,并重建了相应样品的显微三维结构,研究了肝纤维化微血管与人体血管瘤样品的结构和病理图像特征,主要研究内容如下： (1)利用大鼠肝纤维化样品在北京同步辐射装置和日本光子工厂进行DEI-CT实验。首先,通过DEI投影图像与传统吸收图像的对比,证实了DEI比传统的吸收成像具有更高的空间分辨率与衬度分辨率,可见的最小血管直径在几十微米左右；其次,通过DEI-CT图像和样品组织切片的对比,证实了DEI-CT的精确性和敏感性；最后,结合DEI-CT重建和三维可视化技术观察肝纤维化血管的形态结构特征,并对不同病变程度的肝纤维化血管进行定性和定量分析比较研究。研究结果表明,利用血管走向、血管分叉角、主干血管扭曲变形和血管内壁纹理特征等参数的定性和定量分析,能够很好地显示出不同级别肝纤维化的差别。 (2)利用人体肝血管瘤模型样品在上海光源进行ILPCI-CT实验。首先,利用三种病变程度的肝血管瘤进行成像,获得了相应肝血管瘤样品的精确三维图像；其次,通过肝血管瘤的CT图像与相应的病理切片图像的对照,分析了肝血窦的结构和形态特点；最后,重建了肝血管瘤样品中的肝血窦结构,并测量了肝血窦的直径、表面积、体积等多个形态特征参数,分析了肝血窦的形态结构在血液循环和物质交换中的重要作用。研究结果表明,ILPCI-CT技术可以清晰地观察到瘤体内异常扩张的肝血窦；CT图像与相应的病理切片图像所反映出来的图像特征具有一致性；肝血管瘤病变程度越严重,肝血窦扩张越严重,其直径、表面积、体积越大。ILPCI-CT技术为肝血管瘤细微结构的研究提供了一种无创检查工具。
【关键词】：相位衬度成像 衍射增强成像 类同轴相衬成像 CT重建 肝纤维化 肝血管瘤
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R310
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 缩略语/符号说明10-11
• 第一章 前言11-22
• 1.1 研究背景11-20
• 1.1.1 肝纤维化11-13
• 1.1.2 肝血管瘤13-14
• 1.1.3 X射线相位衬度成像14-16
• 1.1.4 X射线相衬成像在生物医学中的应用现状16-20
• 1.2 研究目的及意义20
• 1.3 研究内容和方法20-21
• 1.4 论文结构安排21-22
• 第二章 衍射增强成像与类同轴相衬成像22-32
• 2.1 同步辐射光22-24
• 2.2 X射线相衬成像物理学基础24-25
• 2.3 衍射增强成像25-28
• 2.3.1 成像原理25-26
• 2.3.2 BSRF与日本PF实验装置简介26-28
• 2.4 类同轴相衬成像28-32
• 2.4.1 成像原理28-30
• 2.4.2 SSRF简介30-32
• 第三章 大鼠肝纤维化样品实验研究32-51
• 3.1 实验材料和方法32
• 3.1.1 肝纤维化模型制备32
• 3.1.2 实验方法32
• 3.2 数据处理及肝纤维化评价分析32-39
• 3.2.1 数据处理33
• 3.2.2 肝纤维化评价分析33-39
• 3.3 实验结果和分析39-49
• 3.3.1 二维平面成像结果39-40
• 3.2.2 CT重建及三维可视化结果40-49
• 3.4 讨论49-51
• 第四章 人体肝海绵状血管瘤样品实验研究51-61
• 4.1 实验材料和方法51
• 4.1.1 肝血管瘤模型51
• 4.1.2 实验方法51
• 4.2 数据处理51-52
• 4.3 实验结果和分析52-59
• 4.3.1 二维平面成像结果52-53
• 4.3.2 CT重建及三维可视化结果53-59
• 4.4 讨论59-61
• 第五章 总结与展望61-64
• 5.1 总结61-62
• 5.2 展望62-64
• 参考文献64-73
• 发表论文和参加科研情况说明73-74
• 综述74-83
• 综述参考文献80-83
• 致谢83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡春红;李辉;赵新颜;罗述谦;;衍射增强成像折射衬度的应用[J];光电子.激光;2009年04期

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4 段敬豪;胡春红;罗述谦;;基于相衬CT的肝纤维化血管三维可视化研究[J];光电子.激光;2012年10期

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本文编号：1001950