基于自适应扩展卡尔曼滤波的吲哚菁绿药代动力学实验研究

发布时间：2021-06-17 21:20

　　基于动态扩散荧光层析成像（DFT）的荧光剂药代动力学参数（渗透率等）,可为判断不同生物组织体的生理过程和病理信息提供参考。自适应扩展卡尔曼滤波（AEKF）作为一种动态分析方法,具有精确的建模和多参数在线估计等优势。基于DFT系统对吲哚菁绿（ICG）在健康小鼠肝脏和荷瘤小鼠皮下移植瘤组织中的代谢过程进行了测量,然后采用DFT重建技术获得了ICG的时间序列荧光层析图像,在此基础上结合二室模型和AEKF方法得到了ICG的时间序列渗透率参数层析图像。对比两种实验结果可知,肿瘤中ICG的渗透率参数K_pe、K_ep均较健康小鼠肝脏中的小。时间序列荧光层析图像显示,AEKF方法能有效获得复杂生物体实时、稳定的ICG药代动力学参数。 

【文章来源】：中国激光. 2020,47(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

ICG药代动力学二室模型示意图

本文采用的动态DFT系统结构框图如图2所示[14-15]。DFT系统的基本工作过程如下:光源出射的光被耦合进入光源光纤中,并经固定于光纤支架上的准直器准直后入射到装有小鼠的成像腔表面;与光源位于同一水平面,且均匀分布于101.25°～258.75°之间的8路探测光纤分别收集相应探测位置的透射光,并经由光开关切换分别导入到4个马达驱动的滤光轮中;光电倍增管(PMT)将经滤光处理后的光信号转化为电信号,光子计数器快速采集电信号。该系统采用旋转台旋转仿体,可以在同一平面(X-Y平面)上实现360°范围内的间隔扫描,从而采集多个光源入射角下的光子数信息。在本文的所有实验中,设置测量的旋转间隔为22.5°,计算门宽为1 s,完成一次二维测量的时间约为1 min。在健康小鼠肝脏的实验中,结合已有研究理论可知ICG在肝脏内的代谢时间通常为十几分钟,因此DFT测量时间约为17.5 min;在荷瘤小鼠肿瘤组织的实验中,由于ICG在肿瘤中的代谢时间较长,因此DFT测量时间约为24 h。3.2 佐证实验

健康小鼠的实验结果。

【参考文献】：
期刊论文
[1]面向吲哚菁绿药代动力学成像的动态实验系统[J]. 张雁琦,王欣,尹国艳,李娇,马文娟,周仲兴,赵会娟,高峰,张丽敏.  中国激光. 2017(01)



本文编号：3235939