深部肿瘤PDT多参数监测及成像系统综合研究

发布时间：2017-09-04 06:11

  本文关键词：深部肿瘤PDT多参数监测及成像系统综合研究

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【摘要】：光动力疗法(Photodynamic Therapy,PDT)作为一种肿瘤检测与治疗的方法,已经发展了近30年,是一种将光、光敏剂和氧分子联合利用,借助光动力反应产生的活性氧而选择性地灭杀肿瘤的治疗方法,与手术、化疗、放疗等常规治疗手段相比,是一种无创或微创的、非产热性的、利用光化学反应引起靶组织和靶细胞破坏的治疗方法。但是目前在临床上,一方面缺乏有效的实时在体评估PDT疗效的方法,治疗时间还只能靠医生的经验判断;另一方面治疗深度还局限于浅表。本论文针对深部肿瘤PDT过程中的多参数进行实时检测,进而预测肿瘤存活率。论文的主要工作包括:设计并加工了一套PDT实验平台,包括激光器、暗箱、支架、滤光片等;为了有效的采集观察深部肿瘤光动力治疗过程中主要参数,设计并开发了可用于实时在体的单态氧含量与氧分压监测及微弱荧光成像系统。该系统利用普林斯顿高灵敏度CCD采集微弱荧光图像,利用海洋光学氧传感器NeoFox监测氧含量,采用LabVIEW开发上位机控制程序,将荧光图像、氧分压、荧光强度(单态氧浓度)的结果的显示、分析与存储等功能结合在一起,完成了光动力治疗过程中实时荧光成像与多参数监测;设计并完成了在660nm激光照射下,光动力反应过程中氧分压变化的探究实验;设计并完成了体外的基于不同组织厚度的660nm和980nm激发光下的PDT治疗深度的探索实验;借助上转换纳米粒子,设计并完成了980nm激发光下的深部肿瘤治疗过程中氧分压与单态氧的同步检测,以及肿瘤细胞存活率实验,并且拟合出特定条件下的有效治疗评估模型。最终构建了一套用于深部肿瘤治疗过程中多参数检测及成像综合系统,并利用其完成了一系列针对深部肿瘤治疗过程中相关参数变化的探索实验。该系统工作为肿瘤PDT疗效实时动态评估奠定了基础,并且可用于生物学及分子影像学研究。
【关键词】：PDT 上转换纳米粒子 氧分压 单态氧 荧光成像
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R730.5;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题背景11-16
• 1.1.1 肿瘤PDT概述11-13
• 1.1.2 国内外肿瘤PDT研究情况13-14
• 1.1.3 深部肿瘤PDT现有方法14-16
• 1.2 主要研究内容16-17
• 1.2.1 研究目的16
• 1.2.2 研究内容16-17
• 1.2.3 论文结构17
• 1.3 本章小结17-18
• 第二章 肿瘤PDT理论基础18-25
• 2.1 肿瘤PDT反应原理18-19
• 2.2 PDT生化效应19-21
• 2.3 PDT应用方向21-24
• 2.3.1 光动力诊断21-23
• 2.3.2 光动力治疗23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 多参数实时监测及成像综合系统25-35
• 3.1 实验平台与硬件设计25-27
• 3.2 软件整体设计27-28
• 3.3 软件详细设计28-34
• 3.3.1 CCD驱动与参数设置28-29
• 3.3.2 微弱荧光监测与图像采集29
• 3.3.3 氧分压采集29-30
• 3.3.4 荧光图像空域分析30-31
• 3.3.5 荧光图像的频域及形态学分析31-32
• 3.3.6 荧光图像ROI分析32-33
• 3.3.7 荧光图像的伪彩色及叠加处理33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 系统验证与深部肿瘤PDT探索研究35-45
• 4.1 实验设计概述35
• 4.2 碳量子点浓度梯度实验35-37
• 4.2.1 实验目的35-36
• 4.2.2 实验材料及方法36
• 4.2.3 实验结果及分析36-37
• 4.3 PDT参考标准荧光光谱采集37-38
• 4.4 PDT中氧分压变化实验38-39
• 4.4.1 实验目的38
• 4.4.2 实验材料及方法38
• 4.4.3 实验结果及分析38-39
• 4.5 差异组织厚度和激发光条件下荧光强度采集39-41
• 4.5.1 实验目的39
• 4.5.2 实验材料及方法39-40
• 4.5.3 实验结果及分析40-41
• 4.6 在 980nm激发光与 10mm厚度组织条件下的参数同步实验41-44
• 4.6.1 实验目的41
• 4.6.2 实验材料及方法41-42
• 4.6.3 实验结果及分析42-44
• 4.7 实验结论44
• 4.8 本章小结44-45
• 第五章 总结与展望45-48
• 5.1 全文总结45-46
• 5.2 论文创新点46
• 5.3 未来展望46-47
• 5.4 结束语47-48
• 参考文献48-53
• 致谢53-54
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文54-55
• 附录一 实验平台设计图纸55-58
• 附录二 系统软件LabVIEW部分源程序58-61
• 附录三 系统软件Matlab源程序61-65

【参考文献】

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本文编号：789789