基于多光子显微成像技术肠癌及乳腺癌边界的识别

发布时间：2020-07-23 17:05

【摘要】：癌症是现代人类社会中导致人类死亡的主要原因之一。结直肠癌和乳腺癌的发病率和死亡率在各类癌症中排名前三位。虽然现在人类的自身预防意识在不断提高,但是由于现有的肿瘤诊断技术的能力所限,大部分结直肠癌和乳腺癌被发现时已经发展到了一定的阶段,因此,通过外科手术切除肿瘤仍然是目前医学上对结直肠癌和乳腺癌的最具有根治性和疗效最好的治疗手段。对肿瘤边界的精确识别在肿瘤切除手术中具有非常重要的作用。近年来,作为非线性光学和近红外显微镜在生命科学的重要应用之一,多光子显微镜开始崭露头角。多光子显微成像技术基于双光子激发荧光和二次谐波原理,具有低光漂白和光损伤、高分辨率和高敏感度、穿透能力强、无需荧光染料、无侵入和实时成像等技术优点,非常适合用于人体生物组织的成像。在本文中,我们首先使用多光子显微镜对人体直肠管状腺癌与正常直肠粘膜的边界区域进行成像,分别通过双光子激发荧光和二次谐波两个通道获得了直肠管状腺癌、正常直肠粘膜及其二者边界的多光子图像,图片展示了详细的生物组织微结构信息,我们利用组织形态学的观点进行分析图片内容,然后将多光子图像和医学苏木精伊红染色病理图像进行对比,发现二者显示的结果一致。我们又通过分别测量正常与癌的细胞核面积和胶原密度等参数并进行统计分析,进一步对实验结果进行量化。接下来,我们将女性乳腺浸润性导管癌与正常乳腺组织的边界区域放置于多光子显微镜下扫描,同样得到了两个通道的多光子图像,而且结果和苏木精伊红染色病理图像的结果相似,同时我们也进行了细胞核面积与胶原密度的定量分析。我们的实验表明,多光子显微镜作为一种新颖的生物医学组织显微成像技术,能够用于肿瘤边界的识别,在可预见的未来,微型化集成化的多光子显微镜将在肿瘤切除手术中发挥巨大的作用。
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R735.3;R737.9
【图文】：

人类结直肠是连接盲肠末端和肛缘的一段大肠，位于腹腔位置，属于消化系统逡逑中重要的组成部分。根据食物消化的顺序依次为升结肠、横结肠、Ｐｆ结肠、己状结逡逑肠和直肠，结直肠在腹腔里围成一个类似矩形的形状。结直肠解剖示意图如图１所逡逑不。逡逑灥ＡＰＰ曲Ｉ姦［Ｓｉｒ讨逡逑Ｒ栥ｍ逦之塺逡逑图１人体结直肠的解剖示意图Ｗ逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１邋Ｔｈｅ邋ａｎａｔｏｍｉｃａｌ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｈｕｍａｎ邋ｃｏｌｏｒｅｃｔｕｍ川逡逑结直肠与人体其他的消化道器官具有类似的结构，管壁的结构是分层的。从管逡逑腔向外依次分别为粘膜层、粘膜下层、肌肉层和外膜层共四层，如图２所示。釉膜逡逑的表面光滑且无绒毛，有许多排列比较密集的肠腺开曰。腺管表面覆盖的是单层柱逡逑状上皮，这些上皮细胞之间嵌有大量杯状细施，在直肠中数量最多。腺管的底部存逡逑在一些未分化细胞，新生细胞便由这些未分化细胞分化形成。粘膜的固有层比较厚，逡逑孤立的琳己小结分布在其间。粘膜肌层的组成成分为平滑肌纤维。粘膜下层是由疏逡逑－Ｉ邋－逦＂逡逑

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Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ逡逑Ｃ逡逑图１－２二次谐波及呈次谐波产生的能级示意图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｔｈｅ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋化ｃｏｎｄ／ｔｈｉｒｄ邋ｈａｒｍｏｎｉｃ邋ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ［ｉ２］逡逑３．３双光子激发巧光成像技术与二次谐波成像技术的区别逡逑双光子激发巧光（ＴＰＥＦ）与二次谐波（ＳＨＧ）虽然都属于非线性光学效应，但逡逑是它们激发的物理原理有着本质的区别；首先，双光子激发巧光属于王阶非线性光逡逑学效应，而二次谐波却不同，它属于二阶非线性光学效应；其次，双光子激发

本文编号：2767597