计算机三维重建在医学图像分析中的应用

本文主要是介绍我们自行开发的三维医学图像处理与分析系统在医学CT、MR图像中的应用。我们应用模糊聚类均值对医学图像进行处理 ,增强了对薄骨和关节接合处骨骼的识别能力 ,取得了较好的三维重建效果。重建的三维模型可清晰再现解剖结构 ,大大增加了医学图像分析系统的临床实用价值。     

Copines蛋白家族在肾透明细胞癌中的潜在预后价值

目的 探讨Copines蛋白家族(CPNEs)在肾透明细胞癌(KIRC)中的潜在预后价值。方法 在GEPIA、HPA、Kapian-Meier Plotter、cBioPortal GeneMANIA、STRING、TIMER2.0等数据库中对KIRC患者的CPNEs表达差异、生存预后、临床分期、基因突变、蛋白互作、免疫浸润等数据进行生物信息学分析和整理。结果 CPNE1、CPNE2、CPNE5、CPNE7、CPNE8在KIRC组织中表达水平均显著升高(P<0.05),CPNE3、CPNE4、CPNE6在KIRC组织中表达水平均显著降低(P<0.05),CPNE1、CPNE3、CPNE7的mRNA的表达水平与KIRC的临床分期明显相关(P<0.05)。高表达CPNE1、CPNE7的KIRC患者的总体生存率(OS)明显低于低表达的患者(P<0.05),低表达CPNE3、CPNE6的KIRC患者的OS明显低于高表达的患者(P<0.05)。此外,差异表达的CPNEs的功能主要依赖于钙依赖性磷脂结合蛋白参与的信号通路的跨膜运输和与蛋白质的相互作用。CPNEs在KI...     

针刺大陵穴对大脑皮质的影响——MRI研究

目的:探讨针刺大陵穴治疗精神性疾病的中枢神经系统机制.方法:采用功能磁共振成像技术,观察针刺大陵后脑功能区变化.纳入8名健康志愿者作为受试对象,每名受试者在大陵穴接受针刺刺激,刺激模式为"休息-刺激-体息-刺激-休息",最终所获得的数据采用SPM 2软件包分析其作用部位.结果:针刺大陵穴所获得的脑激活区主要位于额下回的Brodmann 46/47/44/9区,额中回的Brodmann 6区,颞上回的Brodmann 22区,中央后回和顶下小叶的Brodmann 40区.结论:额颞叶损伤、额叶功能低下或激活程度不够与精神性疾病的发病密切相关.针刺大陵穴对精神性疾病治疗作用的起效途径之一可能是通过激活中枢神经系统端脑额颞叶皮质完成的.     

影像组学在胶质瘤临床诊疗中的应用现状

脑胶质瘤是源自神经上皮的肿瘤,占颅脑肿瘤的40%~50%,是最常见的颅内恶性肿瘤。其研究一直是医学领域的热点,MRI在其诊断、分级和预后评估中发挥着重要作用。随着人工智能技术和影像组学的兴起,使挖掘肉眼无法获取的深层次肿瘤信息成为可能,并全面表达肿瘤异质性,提升MRI诊疗价值,令个性化诊疗成为可能。本文就目前影像组学在脑胶质瘤中的研究成果作简要介绍。     

光学分子影像的进展与挑战

分子影像是医学影像技术与现代分子生物学结合而产生的一门综合交叉学科,能在分子水平上反映生物体的生理病理变化,对疾病的早期诊断、早期治疗和药物研发具有十分重要的意义[1-4].基于光学成像技术、信息处理技术、分子生物学等学科而产生的光学分子影像,已经成为分子影像领域的研究热点之一[5-8],国内清华大学、华中科技大学、天津大学、华南师范大学等单位也进行了深入研究[9-12].作为一种典型的光学分子影像模态,与其他在体成像技术相比,生物发光断层成像具有灵敏度高、特异性好、结果直观、测量快速、费用低廉等诸多优势,已经发展成为一种理想的活体小动物成像方法,可用于肿瘤发生发展机制研究和新型药物的研发,具有广阔的发展前景[13-17].     

高灵敏度契伦科夫发光成像系统的构建与初步应用

契伦科夫发光成像技术(Cerenkov luminescence imaging,CLI)可以实现核素的在体光学成像,具有灵敏度高,价格低廉和易于开展等优势。但由于契伦科夫光信号微弱,且主要集中在蓝紫光波段生物组织穿透性差等因素,造成了契伦科夫光信号难于采集。目前尚没有针对CLI的特异性成像系统。为更好地采集契伦科夫光信号,本文介绍了一套自主研发的高灵敏度CLI成像系统,该成像系统采用电子倍增耦合器件(electron multiplying charge-coupled device,EMCCD)相机耦合大光圈光学镜头作为信号采集模块,研发成像控制软件和图像融合软件以提高系统操控性和成像精度。在此基础上,通过体外实验验证了该系统可采集到1μCi的18F-FDG产生的契伦科夫光信号,显著提高了信号采集的灵敏度。在体的肿瘤成像研究进一步表明该系统在活体契伦科夫光成像的优势。     

光学投影断层成像在离体样本中的应用研究

目的利用光学投影断层成像系统对小鼠离体心脏和肝脏进行三维成像,进而通过考察三维成像效果研究光学投影断层成像的应用价值。方法对小鼠进行心脏灌注,分别取出心脏、肝脏组织,并对组织进行琼脂包埋、脱水和透明化处理,得到心脏和肝脏样本。利用光学投影断层成像系统采集心脏和肝脏的透射数据,并通过滤波反投影的方法得到心脏和肝脏的三维图像。分析得到的三维图像,研究光学投影断层成像的应用价值。结果通过上述实验方法得到心脏和肝脏样本,利用光学投影断层成像系统得到具有较高清晰度和空间分辨率的样本三维结构图像。结论利用光学投影断层成像技术可获得具有高清晰度的生物组织器官的三维结构图像,在组织分辨率水平上获得小动物器官的数据信息,为尺度在1~10 mm的生物样本提供了有力的研究手段,必将大大推动生物科学基础研究的发展。     

131I-NGR γ显像及切伦科夫光学显像用于肿瘤显像的实验研究

目的 比较肿瘤131 I-NGR γ显像及切伦科夫光学显像(CLI)的特征与差异,探讨肿瘤多模态显像的有效方法.方法 检测并比较小鼠腹腔注射不同活度(0、740 kBq及7.4 MBq)131I时,体表185 kBq及1.85 MBq131I的γ显像与CLI信号;γ显像及CLI检测不同活度(0、231、463、925和1850 kBq) 131I-NGR与CD13表达阳性的HT1080细胞及表达阴性的HP29细胞的结合情况;对荷瘤裸鼠在尾静脉注射18.5 MBq131I-NGR后2、4、8及12 h进行动态γ显像与CLI,12 h后切除体表肿瘤并移植至腹腔,再次进行γ显像与CLI.结果 γ显像及CLI均能清晰显示体表185 kBq及1.85 MBq的131I;但随腹腔注射131I的增加,γ显像显示的体表131I信号逐步减弱.当腹腔注射7.4 MBq埒131I时,体表185 kBq 131I难以显示,而体表1.85 MBq 131I则仍可显示,但信号明显减低;CLI对体表131I的检测则几乎不受腹腔131I的影响,腹腔注射7.4 MBq 131I仍可清晰显示体表131 I.γ显像及CLI均显示CD13受体表达阳性的HT10180细胞与131 I-NGR特异结合,而阴性表达的HP29细胞不与131I-NGR结合,且HT10180细胞与131I-NGR的结合随131I-NGR的增加而增加.荷瘤裸鼠注射18.5 MBq 131I-NGR后2h CLI可清晰显示肿瘤,12hγ显像显示肿瘤;12 h切除肿瘤移植至腹腔,γ显像清晰显示肿瘤,但CLI却无显示.结论 CLI与γ显像对肿瘤的显像存在差异.CLI对体表肿瘤的早期检测较好,而核素显像对深部肿瘤的检测较好,两者联合的多模态显像有助于提高对肿瘤的检测.     

构建PACS——九层之台，起于垒土

目的 解决医院存储和管理医学图像数据所遇到的问题。方法 历经单个设备、单个科室、医院级、开放的PACS这四个连续阶段，循序渐进的构建。结果 由微型向大型的PACS升级能够平滑进行，最大限度地保护用户投资。结论 该方案是一条风险很小，现实可行的道路。     

序言

自1967年第一台X射线医学CT在英国问世以来,计算机断层扫描成像(CT)的理论与技术得到了巨大的发展,应用已涉及医学、工业、生物、材料、石油、物探、安全等众多领域。过去的三十多年中CT家族不断扩大,由传统的X射线断层CT发展出X射线多层螺旋CT、电子束CT、三维锥束CT等多种扫描模式的CT设备。基于X射线相位衬度的CT理论与技术近年来也蓬勃发展,其诱人的应用前景已初见端倪。除X射线外,核磁、声、光等多种物理场也被用于CT成像技术,衍生出正电子CT(PET)、单光子CT(SPECT)、光学CT(OCT)、电容CT(ECT)、电阻CT(ERT)等众…