多种类生物医学组织的DEI实验研究

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1、l’1II大学博Ij学位论文多种类，上物阪学组织的DEI实验研究多种类生物医学组织的DEI实验研究学科专业：人体解剖与组织胚胎学学位申请人：谈高指导教师：汪华侨教授研究方向：生物医学组织成像中文摘要为了突破经典的X—my吸收衬度成像(X—rayabsorptioncontrastimaging，XACI)方法学仅对重元素硬组织成像的机制限制，以适应早期诊断的巨大迫切临床医学需求，在同步辐射(SynchrotronRadiation，SR)技术的启发和促进下，近十多年来人们逐步提出并发展了硬X射线位相相衬成像技术(X．rayphasecontrastimaging

2、，XPCI)。新近，随着第三代SR的出现，有关XPCI的微观成像研究更加活跃起来，在医学、生物学、考古学、材料学等各领域获得了初步实现，成为X．ray成像应用基础研究领域内的前沿课题。衍射增强成像(DiffractionEnhancedImaging，DEI)，是XPCI的基本实现方式之一。在DEI中，它所特有的基于物质位相信息的高折射衬度分辨率被认为更适合于低Z轻元素构成的微小软组织病变的早期微观成像，从而突破了XACI乃至全部医学影像学(MedicatImaging)的成像范围，为长期以来困扰临床影像医生以至整个临床医学的疾病早期诊断，尤其是恶性肿瘤的早期影

3、像学定性诊断，带来了新的希望。而且，由于它对成像光源的相干性要求不甚严格，对成像装置的要求相对较低(无需调整物像距离)等特点，被认为是可能最先被应用于生物医学成像的XPCI实现方式。对于这一衍生于经典的新颖技术，当然引起影像医学研究者极大的兴趣。·lIJII大学博’I：学位论文多种类尘物I廷学组织的DEi实验研究目的作为一种尚处在发展中的新技术，目前DEI仍存在着诸多问题。本研究旨在于，依托北京同步辐射装置(BeijingSynchrotronRadiationFacilities，BSRF)，着重对现存生物医学DEI应用基础实验研究中的几个突出问题作一较大样品

4、量与较多样品种类的深入探索，以期达到以下研究目的。l、哪些种类牛物医学组织样品成像需要或适合DEI，其中又以哪些最适合或成像效果最佳?其中，哪些种类生物医学组织样品成像以何种DE[类型(源于不同RC位置点或不同图像处理方式)及其组合最为适合(最佳)?2、BSRF上的DEI—CT技术，其用于生物医学组织样品成像的效果；3、不同成像条件在牛物医学组织样品DEI实验中的比较效果；4、探索有关XPCI影像判读标准。材料与方法本研究成像靶目标，包括源于人体6个系统、12个脏器、6种组织类型的手术标本的正常解剖与病理组织样品及取自动物病理模型的样品共50个。在BSRF形貌学

5、实验站，利用4WlA束线引出的硬X-ray(能量范围为505keV)，进行DEI实验。分别采用Si(111)／12KEY与Si(333)／15KeV，对多种类生物医学样品进行了二维DEI实验；并对其中3个样品在Si(1l1)／12KeV条件下进行了三维DEI弋T扫描。同时，在同一条件下摄取XACI作为对照。之后，对所获原始影像行减背底处理及信息分离与提取。成像后，拍摄样品体视显微镜照片，以备样品影像与大体形态对照。并对样品行常规脱水，石蜡包埋，纵向切割制作5lam厚的连续组织切片，苏木素．伊红(HE)染色，以各光镜下观察更微观的组织病理学。对于实验所获各种类X。

6、ray影像，主要采用医学影像学研究中的目测法(半定量)像质分析一盲法等级评分。辅助性地，对少量典型影像也采用物理光学影像分辨率定量数据测量。对实验所获各种类X．ray影像的评分结果，进行必要的统计学检验分析。II-lllIJ大学博fj学位论文多种类生物I，{学纽移{的DEI实验研究结果对成像样品进行了包括XACI与DEI两种机制(后者中又包括两种不同成像条件)下的多次基于SR的对比性X—ray成像扫描(每个样品约5--．8次)，获得各种二维DEI生物医学影像共约300幅，予以半定量与定量两种不同方法评价。对其中3个样品的三维DEI牛物医学影像(CT像)共约360

7、幅，仅予以半定量方法评价。l、多种类生物医学样品各种二维X-ray像质评价结果如下。1)半定量目测盲法分析结果①不同样品采用同一Si(1l1)／12keV条件时各种样品XACI像质在各种比较中均处于明显劣势地位，其评分定级值均为lO，远离病理标准0。相反，各类DEI(分别获于不同信息分离方式或RC位置点)像质的评分定级值在l"--5，大多在2"--'4，接近病理标准0。在各类DEI中，以表观吸收像(ApparentAbsorptionImage)像质逊色，其与病理学所见之问的一致性程度较差，其像质评分结果与左侧半高宽腰(theLeftImageof0．5FWHM

8、)、峰位相(PeakIm