内窥式切伦科夫荧光成像系统对肝肿瘤在体评估

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1、国内图书分类号：TP391工学硕士学位论文内窥式切伦科夫荧光成像系统对肝肿瘤的在体评估硕士研究生：包成鹏导师：刘侠申请学位级别：工学硕士学科、专业：检测技术与自动化装置所在单位：自动化学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学万方数据ClassifiedIndex：TP391DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEvaluationofdetectionofHCCinvivousingtheendoscopicCerenkovluminescenceima

2、gingsystemCandidate:BaochengpengSupervisor:LiuXiaAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:DetectionTechnologyandAutomaticEquipmentDateofOralExamination:March,2016University:HarbinUniversityofScienceandTechnologyandT万方数据哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提

3、交的硕士学位论文《内窥式切伦科夫荧光成像系统对肝肿瘤的在体评估》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将由本人承担。作者签名：包成鹏日期：2016年3月20日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《内窥式切伦科夫荧光成像系统对肝肿瘤的在体评估》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈

4、尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密√。(请在以上相应方框内打√)作者签名：包成鹏日期：2016年3月20日导师签名：刘侠日期：2016年3月20日万方数据哈尔滨理工大学工学硕士学位论文内窥式切伦科夫荧光成像系统对肝肿瘤的在体评估摘要

5、近年来，切伦科夫荧光成像，即CerenkovLuminescenceImaging(CLI)，在分子成像领域中迅速崛起，吸引了大量关注。这种成像模式的机理是，放射性核素在衰变的过程中，产生的高速带电粒子在非真空的透明介质中以超光速的速度穿行时会产生一种以蓝紫光为主的可见光，通过光学设备捕捉可见光光子完成显像。相对于核医学领域比较先进的临床检查影像技术——正电子发射计算机断层显像（Positronemittingcomputedtomography,PET），切伦科夫荧光成像同时具备高分辨率、无毒核素等优势的同时，还大

6、大降低了成本。目前切伦科夫荧光成像在肿瘤检测、药物疗效评估、基础研究等生物医学领域开展了大量的研究。然而，切伦科夫荧光成像也有其自身的缺陷，切伦科夫荧光的光强较弱，并且其在生物体中传播时容易产生散射，组织穿透性较弱，这些因素使得其对深层组织成像产生了阻碍，从而限制了切伦科夫荧光成像广泛地应用于临床诊断、治疗中。针对此问题，本文设计了一套内窥式切伦科夫荧光成像系统，其采用内窥技术与光学成像结合的原理从空间上减少切伦科夫光子的损失，提高成像的分辨率。内窥式切伦科夫荧光成像系统的搭建主要包括两部分：系统硬件的设计与软件相关

7、工作。系统硬件主要包括成像模块、系统降温模块、辅助平台模块以及控制模块。通过模块之间的协同运作，完成切伦科夫图像的采集。软件工作方面，主要完成数据参数的调控、图像滤噪和图像融合。通过软、硬件的结合，提供了一套完整的、高分辨率的光学成像系统。除此之外，为了验证该系统在活体成像方面的性能，本研究设计了一系列生物实验，用实际数据说明了内窥式切伦科夫荧光系统的实用性。生物实验采用人原肝癌细胞构建皮下异种移植瘤模型和原位异种移植瘤模型，实验对象均采用具有基因缺陷的裸鼠。该成像对皮下肝癌异种移植瘤模型实现了高灵敏度地检测，并利用

8、术中成像，指导了肿瘤切除手术的完成。其实验结果与传统切伦科夫成像模式的实验结果具有一致性，验证了成像系统在皮下瘤检测方面的高鲁棒性。对原位肝癌异种移植瘤的检测是切伦科夫成像在深层肿瘤组织成像方面的突破性进展。在本研究中将传统切伦科夫成像模式采集到的图像数据作为对照组，来验证内窥式切伦科夫成像系统的优势。其结果是鼓舞人心的，传统切伦科夫成像下的图