双酶修饰制备纳米抗体靶向成像蛋白簇

通过分选酶和谷氨酰胺转氨酶催化反应制备了一种由纳米抗体和绿色荧光蛋白sfGFP组成的靶向成像探针.通过设计一类具有两种酶识别结构的树枝状聚氨基酸底物来制备偶联了纳米抗体和sfGFP的蛋白簇.该靶向蛋白簇能够特异性结合靶细胞并呈现绿色荧光信号.在肿瘤异种移植的小鼠模型中,该靶向蛋白簇能够快速富集到肿瘤部位,并在9 h内逐渐被代谢排出.     

聚多巴胺/银复合纳米粒子的制备及其在细胞荧光/表面增强拉曼双成像中的应用

提出了一种具有荧光/表面增强拉曼光散射(SERS)双成像能力的复合纳米粒子的简便制备方法.在银纳米粒子表面修饰上4-巯基吡啶,再在其表面包裹聚多巴胺膜并吸附罗丹明6G.选择合适的激发波长,获得了良好的细胞的荧光和SERS图像,研究了肿瘤细胞的荧光/SERS双成像与药物释放.这种具有荧光/SERS双成像能力的复合纳米粒子有望在生物体成像和药物控释等领域获得应用.     

截断奇异值分解的生物发光断层成像重建问题

目的 研究生物发光断层成像重建问题的求解方法,通过生物体表面检测到的光学信号准确、稳定地重建出生物体内部荧光光源的分布.方法 将截断奇异值分解TSVD正则化技术用于已知光源可行区域的生物发光断层成像逆问题求解中,并利用广义交叉验证法结合一维搜索来选择合适的正则化参数.结果 数值仿真表明,TSVD法可以快速有效地进行单光源和双光源的重建.结论 TSVD方法在BLT重建中是可行和有效的,与常用的Tikhonor正则化方法相比,TSVD法的抗噪性能更好,重建时间也较少,且正则化参数的选取及调整更为方便.     

绿色荧光蛋白在肿瘤活体光学成像中的应用新进展

介绍了绿色荧光蛋白的发光机理、基本性质和活体分子成像机制,分析了绿色荧光蛋白在肿瘤的转移机制、血管生成、药物筛选和疗效评判等光学成像技术中的最新应用.对活体分子成像的未来成像技术进行了展望.绿色荧光蛋白作为活体分子成像技术新的报告基因,在肿瘤的早期诊断及实时、无创监测肿瘤的发展变化等方面起了很大的作用,对肿瘤的诊断、药效学研究以及临床药物疗效的判定具有重大意义.     

基于三支决策的荧光分子断层成像重建结果后处理

为了去除荧光分子断层成像重建结果中的伪信息,该文利用三支决策理论对重建结果进行分类。将荧光分子断层成像重建结果看作论域,利用三支决策思想并设计阈值,将结果划分成3个互不相交的区域:荧光目标区域、背景区域和边界区域。将荧光目标区域和边界区域作为最终的重建结果。数字鼠仿真实验和真实物理仿体实验结果表明,基于三支决策的后处理方法能改善荧光分子断层成像重建图像质量。     

肝癌临床标本原位移植模型的建立及其影像学评估

目的 建立基于临床肝癌手术标本的原位移植(patient-derived orthotopic xenograft PDOX)模型,研究近红外荧光(Near-infrared fluorescence,NIRF)活体成像和PET/CT在模型评估中的应用。方法 将临床新鲜肝癌手术标本接种于重度免疫缺陷NPG小鼠皮下建立肝癌PDX模型,通过组织形态观察、STR分型检测和免疫组化分析对PDX模型进行评估。进一步将PDX模型肿瘤组织进行裸鼠肝原位移植建立PDOX模型,注射近红外荧光染料IR-783,通过小动物活体成像检测肿瘤的发生;尾静脉注射18F-FDG,通过小动物PET/CT观察确认肝原位肿瘤的生长。结果 STR分型结果表明PDX肿瘤的人源性特征,组织形态观察和免疫组化检测表明PDX肿瘤保持了原发肿瘤病理学特征;近红外荧光活体成像检测到肝脏肿瘤的发生;PET/CT可清晰观察到小鼠肝脏部位18F-FDG分子探针富集。结论 成功建立了肝癌PDOX模型,通过小动物活体成像和PET/CT影像技术可对该模型进行评估,为肝癌的治疗和发病机制研究提供了良好的动物模型。     

小鼠乳腺癌发生过程的红外热图特征及其早期诊断学意义

通过对移植乳腺癌肿瘤小鼠的培养,全面模拟人体生长肿瘤时的生理特征,并借助远红外成像系统,对肿瘤生长初期及中期进行逐天监控,得到一个全面的乳腺癌生长记录。同时对乳腺癌细胞的生长机制进行理论刻画。实验发现,小鼠注射乳腺癌细胞初期,从体表并不易观测到肿瘤的生成,但借助远红外成像设备,可以明显地探测到肿瘤的存在,且能以一种灵敏的方式表征出肿瘤在小鼠体内的发展情况,说明远红外成像方法在早期诊断乳腺癌上具有可行性。进一步的理论模拟及试验结果表明,小鼠肿瘤细胞在其体内呈指数生长趋势。     

皮棉异性杂质的白光/荧光交替成像检测法

为检测皮棉中的异性杂质,研究了白光成像和紫外激发荧光成像的相互作用关系,提出一种白光/荧光交替成像检测方法。利用双光源最优时序控制技术,在时间上避免了白光对荧光成像的光谱干扰;利用信息融合技术,同时提取白光成像和荧光成像均在最优检测状态下的异性杂质信息。试验结果表明:该方法综合了白光成像和荧光成像的优点,能有效检测出皮棉中的有色和白色杂质。     

几种漫射光学成像图像重建算法的比较研究

针对漫射光学成像(DOT)选择不同的逆问题求解算法将直接影响成像质量的问题,对4种常用重建算法的重建效果进行了比较研究,采用双异质模型,利用Rytov方法对扩散近似方程进行近似,假设散射系数是已知常量,重点关注吸收系数图像的重建.通过使用Tikhonov正则化、截断奇异值分解(TSVD)、代数重建算法(ART)和同时迭代重建技术(SIRT)4种常用重建算法,对不同条件下的双异质图像的逆问题进行求解,研究不同算法重建后图像的空间分辨率、抗噪声能力和成像速度.研究结果表明:低噪声条件下,Tikhonov正则化算法重建图像的空间分辨率最好;当信噪比小于20 dB时,TSVD算法具有最佳的抗噪声性能;当源-探测器结构不变,成像的感兴趣区域的尺寸和体素划分固定时,Tikhonov正则化算法的速度最快.总体上讲,子空间技术优于代数重建技术,研究结果对不同成像条件下选择合适的重建算法具有一定的指导意义.     

具有不同N^N配体的金属铱配合物长磷光性质

长磷光成像是指移除激发光源后的延迟发光,它无需实时激发光的照射,相比传统荧光成像有更高的信噪比.为了研究铱(Ir)配合物的长磷光性质,设计了3种C^N配体相同,而N^N配体不同的Ir配合物,在溶液层次研究了它们的长磷光性质.经过比较,将长磷光强度最强的3,8-二溴邻菲罗啉配合物制备成纳米粒子,在小鼠背部皮下进行长磷光成像,与荧光成像对比,呈现出更高的信噪比.     

活体细胞三维荧光图像恢复中的荧光衰减补偿

针对三维荧光显微镜成像中的光致漂白效应导致的图像质量下降问题，提出了一种荧光衰减曲线测量方法，并基于测量的荧光衰减曲线给出双指数曲线拟合，将拟合曲线用于活体细胞的三维荧光图像恢复．在此基础上给出期望最大化算法国像恢复结果，并对恢复结果做出分析．结果显示本文的方法可以对三维荧光显微成像中存在的荧光衰减进行有效补偿．     

MSCT诊断泌尿系统疾病的价值研究

目的：探讨MSCT应用CTU重建成像在泌尿系统结石、占位及畸形中的技术与应用.方法：对泌尿系统多层螺旋CT扫描的病例91例,扫描包括常规薄层平扫、增强扫描（包括动脉期、静脉期、延迟期）.所有数据传输到Vitrea2后处理工作站进行MPR、CPR、VR及MIP等三维重建.结果：（1）重建图像质量与扫描方法、图像重建方法等密切相关（.2）所有病例图像三维重建后,图像能旋转、切割、放大等清晰显示泌尿系统整体和局部细微结构、形状、走行及与周围组织关系（.3）结石患者可显示结石位置、大小及扩张的肾盂和输尿管;（4）肿瘤者局部管腔内造影剂柱变细或突然中断,管壁不光整;单纯狭窄者管腔呈逐渐变细,管壁无增厚（.5）迷走血管压迫狭窄者均位于肾盂输尿管交界处（.6）重复肾并输尿管畸形者显示双肾盂、双输尿管.结论：采用适当的扫描方法和重建方法,MSCT应用CTU重建成像在泌尿系结石、占位、畸形诊断中与静脉泌尿系造影（IVU）相比有明显优越性,更能满足临床应用.     

双光子共焦荧光显微系统成像分析及实验研究

双光子共焦荧光显微系统可以突破传统光学显微镜的成像分辨率极限,提高厚荧光物三维扫描的横向及轴向分辨力.基于共焦荧光显微原理和菲涅耳衍射公式,分析了反射式双光子共焦荧光显微系统的三维光学传递函数.讨论了在实验条件下,共焦模块参数对双光子共焦荧光读取分辨率的影响.双光子共焦荧光系统采用的共焦小孔半径为3.92 μm时,其层析能力比采用78.4 μm共焦小孔的系统提高了1.56倍.通过已知尺寸荧光物的双光子共焦荧光成像实验,验证了共焦小孔直径与系统横向及轴向分辨率的反比关系.     

激光共聚焦扫描显微镜观测自噬小体变化的应用

文章探讨激光共聚焦扫描显微镜技术在检测低氧诱导小鼠心肌细胞损伤自噬小体变化的应用价值.在无菌条件下,取胚胎型小鼠心肌细胞备用.采用低氧环境+缺氧液方法诱导心肌细胞损伤并发生自噬现象作为实验组,正常环境下培养细胞的方法作为对照组.待心肌细胞长到一定程度后,分别利用激光共聚焦扫描显微镜和正置荧光显微镜对免疫荧光染色的自噬小体表达的LC3A/B蛋白情况进行观测并比较2种检测方法的优缺点.结果显示利用低氧环境+缺氧液方法诱导小鼠心肌细胞损伤并自噬小体形成是可行的.与正常对照组比较,低氧缺氧诱导小鼠心肌细胞损伤组(实验组)自噬小体呈高表达状态.与普通型正置荧光显微镜比较,激光共聚焦扫描显微镜成像速度快,一次可以获得多副图像且图像清晰.激光共聚焦扫描显微镜技术具有成像速度快、灵敏度高和精确度高等优点,可以实时、准确观测低氧诱导小鼠心肌细胞损失自噬小体的表达情况,具有重要临床应用价值.     

小动物活体生物发光成像技术在肿瘤转移研究中的应用

建立小动物活体生物发光成像技术,研究三氧化二砷(As2O3)抑制小鼠B16恶性黑色素瘤的肺转移作用的方法,比较活体生物发光成像技术与常规动物实验技术的优劣性;并探讨As2O3抗小鼠恶性黑色素瘤肺转移的可能机制。结果表明,活体生物发光成像技术可以非侵袭性地动态监测黑色素瘤B16细胞在小鼠肺部的转移过程以及评估As2O3的体内抑制B16肺转移的作用,且活体生物发光成像技术的检测灵敏度优于传统肺转移瘤结节计数技术;As2O3主要通过减低肿瘤新生血管形成、促使肿瘤组织坏死而发挥抗小鼠黑色素瘤肺转移的作用。     

亚铁螯合酶抑制诱导细胞内原卟啉Ⅸ积聚的肿瘤荧光成像

目的:探讨靶向FECH的siRNA在肿瘤荧光成像中的作用.方法:设计并合成靶向FECH的siRNA,用脂质体转染剂Lipofectamine2000携带后转染H08910PM细胞,用RT-PCR半定量检测细胞中FECHmRNA的表达用荧光显微镜和激光共聚焦显微镜在体外检测H08910PM细胞的荧光强度.结果:siRNA...     

近红外脑功能DOT成像双网格半三维算法

采用基于光子输运模型的扩散层析成像(DOT)实现在近红外脑功能成像的诸多方案具有良好的定量研究潜力,但由于其逆问题固有的病态性,传统的全三维重建存在精度和分辨率低以及计算量大等缺点,因此根据实际问题约束和简化重建过程对改善成像性能具有重要意义.根据人体头部的解剖结构及近红外光在人脑中的传输特性,提出了改善逆问题病态性的双网格半三维图像重建算法,即在正问题中采用密集网格剖分下的全三维有限元计算提高计算精度,在逆问题中采用稀疏网格剖分且在同一脑组织层进行二维重建方法.模拟结果表明,对于单目标重建,双网格半三维重建算法与全三维重建算法相比,量化度提高30%、重建速度快4~12倍;对于双目标重建在信噪比30,d B以上的情况,半三维重建算法在CCS=12.5,mm的空间分辨能力与全三维重建算法CCS=20,mm的空间分辨能力相当.     

基于同步辐射光源的双能CT成像方法

双能X射线CT成像技术可以精确地获得被扫描物体中的电子密度分布,对于医疗诊断和癌症放射治疗具有重要的参考价值。为了提高双能CT重建精度,该文提出了一种基于同步辐射光源的双能CT成像方法,并对相干光的后处理重建算法进行了研究。同步辐射光源具有一系列的优势。使用不同物质进行双能CT成像数值模拟可以发现：采用同步辐射光源进行...     

有限视角感应式磁声成像方法仿真研究

感应式磁声成像（MAT-MI）是一种融合了磁感应成像技术和超声断层扫描成像技术的新型成像手段.针对现有感应式磁声成像的研究工作几乎全部基于全视角超声扫描数据进行图像重建,在没有完整数据可以使用的情况下,重建过程可能会引入较大误差和生成图像伪影的局限性.提出有限视角MAT-MI重建方法,以不同半径的声学均匀同心球模型为研究对象,仿真出样本内涡流、声源、声压的分布,并利用快速分裂Bregman法重建出了有限视角声源图像,进而重构出电导率分布.仿真结果表明：所提出的成像方法能够准确地重建有限视角声学均匀介质中的声源与电导率分布,有助于感应式磁声成像向临床应用迈进一步,具有重要的科学研究意义与实际应用价值.     

生物组织中肿瘤定位的TR-adjoint法及应用

为了提高微波致热超声扫描成像技术(microwave-induced thermo-acoustic tomography,MITAT)对复杂生物组织环境下肿瘤定位的精确度,采用TR-adjoint法重建生物组织复杂环境分布,为肿瘤反演提供一个更逼真的生物组织声学模型.该方法利用了时间反转镜(time reversal mirror,TRM)技术,并成功引入地震学中的adjoint理论.根据重建的生物组织环境的声学模型,TRM对生物组织中肿瘤进行定位.全波数值模拟表明,该方法不仅可以获取生物组织密度和声速的分布信息,而且仅通过接收器接收到的信号就可以对肿瘤组织进行高精度定位.