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[硕士论文] 付蓉
影像医学与核医学 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:本文分为以下几个部分进行探讨:
  第一部分 COPD合并肺癌与非COPD肺癌患者的影像学和临床特征差异分析
  目的:采用多层螺旋CT扫描对COPD患者进行影像学表型诊断,探讨COPD影像学表型与肺癌分型的关系,为肺癌疗效及预后的判断提供依据。
  材料与方法:回顾性分析从2013年2月到2017年12月期间在扬州大学附属医院诊断为COPD并且合并有肺癌的患者99例(以下简称COPD-LC组)及同期收治的非COPD肺癌患者62例(以下简称对照组),所有患者均进行吸气末胸部多层螺旋CT检查及PFT肺功能检查,分析两组间原发肿瘤的发生部位、性别、年龄、吸烟史、吸烟指数、肺功能指标及肺癌的病理类型等资料的相关性。COPD-LC组和对照组多层螺旋CT进行定量测量。采用SPSS20.0软件对结果进行统计学分析。计数资料比较采用卡方检验,计量资料的比较采用t检验;合并肺癌的三种不同表型COPD患者肺功能的比较采用单因素方差分析。P<0.05为差异有统计学意义。
  结果:在COPD-LC组中的患者一般以男性、吸烟及中央型肺癌为主,病理学分型以鳞状细胞癌为主;而在对照组中的患者则以女性、不吸烟及周围型肺癌常见,病理学分型以腺癌多见,二者之间存在明显统计学差异(P<0.05),但是在年龄之间无明显统计学差异。COPD-LC组深吸气末全肺容积(V)明显高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);COPD-LC组用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼气量(FEV1)、第1秒用力呼气量与用力肺活量百分比(FEV1/FVC)均明显高于对照组,残气量(RV)、肺总量(TLC)、残气量与肺总量百分比(RV/TLC)均明显低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。
  结论:COPD合并肺癌与非COPD肺癌CT表现及临床特征存在差异,CT定量测量有助于对肺功能的评价,为疾病的疗效及预后的判断提供相关依据。
  第二部分 定量CT对预测COPD-LC患者术后肺功能可行性的初步研究
  目的:探讨定量CT预测COPD-LC患者术后肺功能的可行性,评估手术对COPD-LC患者肺功能的影响。
  材料与方法:选取从2017年5月到12月期间在扬州大学附属医院诊断为(COPD-LC)的患者30例,所选病例均已进行手术并且均有术前及术后的多层螺旋CT检查结果。通过联影U-CT510机型的16层螺旋CT自带工作站中的肺气肿分析软件对全肺容积及肺叶容积进行测量;本实验利用肺功能检测仪测定用力呼气第1秒量(FEV1)、用力肺活量(FVC)、肺总量(TLC),第1秒用力呼气量占用力肺活量之比(FEV1/ FVC),残气量(RV)这五项主要的肺功能指标参数。运用SPSS20.0软件对本次测量的数据进行统计学分析,计量资料采用x2±s表示,术前左、右肺以及不同肺叶之间的容积数据比较采用单因素方差分析;CT定量测量得出的肺容积指标与实际测量得到的肺功能指标数据采用Pearson相关性分析;以P<0.05为差异有统计学意义。
  结果:在5个肺叶中占全肺容积比重最大的为左肺上叶,达24.6%,其次为右肺下叶占23.1%;左肺两叶占全肺的46.1%,右肺三叶占占全肺的53.9%;对右、左全肺以及各个不同肺叶的容积进行两两比较,结果发现,5个肺叶之间容积值的比较都存在统计学差异,其中存在明显差异的是左肺上叶与右肺中叶(q=157.92,P<0.01),右肺上叶与左肺下叶差异最小(q=10.83,P<0.01);术前肺容积与RV、TLC、FEV1/FVC之间的相关系数分别为0.782、0.921、-0.474(P<0.01);术后肺容积与RV、TLC、FEV1/ FVC之间的相关系数分别为0.679、0.873、-0.64(P<0.01),CT肺容积测量值与肺功能实际测量值之间存在较好的相关性。
  结论:利用多层螺旋CT扫描对COPD-LC患者术后肺功能的改变进行预测是具有可行性的,可准确评估准备切除的肺组织对手术后剩余肺组织肺功能是否有影响,并且对术后肺功能的情况作出预测。
[硕士论文] JAMA ABDIDAHIR MOHAMUD
影像医学与核医学 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:肺磨玻璃结节(ground-glass nodules,GGNs)是一种高于肺组织密度的局限性病变,但其密度又能掩盖其内部经过的支气管血管束影。GGNs临床组织病理提示病变可处于早期、活动期或进展期。 GGNs影像学上可分为两大类:纯磨玻璃结节(Pureground-glass nodules,pGGN)和混合磨玻璃结节(Mixed ground-glass nodules,mGGN)。GGNs小于4毫米倾向于良性或者活动性炎症,而4-10毫米多倾向于恶性。双能量CT(Dual-Energy Computed tomography,DECT)新技术对良恶性GGNs的鉴别诊断及特征描述提供了新的切入点。本文通过探讨能谱CT对GGNs特征的诊断价值,以期实现早期诊断并给予患者及时恰当的治疗。
  研究目的:本研究旨在通过宝石CT的能谱成像和分析技术对GGNs病变诊断中的应用价值。采用宝石能谱图像处理技术对所有病例的图像和数据分析,以探讨(Gemstone spectralimaging宝石CT能谱成像GSI)技术在鉴别诊断恶性GGNs、良性GGNs及结核性GGNs中的应用价值。
  研究方法:本研究共纳入41例GGNs患者,均经活检后病理证实。研究中的患者分为三个组:恶性组(21例,51%)、良性组(11列,27%)、炎性组(9例,22%)。所有患者均行能谱CT增强GSI扫描(Discovery CT750 HD)。增强扫描后,综合分析比较在70KeV值下的增强CT值(Net CT number enhancement)、水浓度(Water content WC)、碘浓度(IodineContent IC)、标准化碘浓度(Normalized Iodine Concentration NIC)和能谱曲线的斜率(Sloperate of the spectral curveλHU)。所有数据使用SPSS20.0软件进行统计学分析,采用方差分析分别比较三组值, P<0.05为差异有统计学意义。进一步使用受试者工作特性曲线(receiver operating characteristic curve,ROC曲线)来分析恶良性的灵敏度和特异度。
  研究结果:本研究结果表明三组GGNs的水-碘浓度、标准化碘浓度和能谱曲线差异有统计学意义。恶性组和炎性组的水-碘浓度、标准化碘浓度和能谱曲线的斜率均大于良性组。曲线斜率分别为2.26±0.19λHU,2.36±0.24λHU,和1.35±0.20λHU,标准化碘浓度分别为0.26±0.03、0.24±0.02,0.19±0.03、水浓度分别为421.50±48.45 mg/mL、434.05±33.95 mg/mL、284.93±74.91 mg/mL、碘浓度分别为25.43±3.43 mg/mL、24.24±2.47 mg/mL,20.6±3.67mg/mL,P=0.002。恶性组及炎性组的水浓度无统计学差异。ROC曲线结果表明λHU诊断价值极高,其灵敏度和特异度都达到了100.0%,临界值为1.850,CT值的ROC曲线下面积为0.926((0.838-1.000),有统计学意义(P<0.05),表明CT值的诊断价值较高,其灵敏度为81.0%,特异度为90.9%,临界值为86.540。NIC的ROC曲线下面积为0.926((0.836-1.000),有统计学意义(P<0.05),表明NIC的诊断价值较高,其灵敏度为95.2%,特异度为72.7%,临界值为0.215。
  研究结论:能谱CT技术克服了传统CT的不足,在现代医学影像技术中起着非常重要的作用。通过能谱CT扫描参数对GGNs的特征进行分析,为其性质的鉴别诊断提供可靠的诊断价值。本研究结果显示良性组的水-碘浓度、标准化碘浓度和能谱曲线小于恶性组的,表明IC、NIC及能谱曲线斜率越高,GGNs恶性的风险越大,本研究还证实在70KeV值下的增强CT值,NIC及λHU对良恶性GGNs的鉴别诊断具有较高的灵敏度和特异度。
[硕士论文] 张燕
软件工程 东北林业大学 2018(学位年度)
摘要:根据中国卫生部医学数据统计,骨科类疾病已经严重危害到中国国民的身体健康,各类骨科的发病率在逐年上升。传统的人工诊疗方式是通过直接观察CT图像来诊断患者病情,该方式易受图像质量、医生诊断经验等因素的影响。使用数字图像处理技术对骨科CT图像进行滤波去噪、分割以及三维重建,生成更加形象立体的三维几何模型,进一步提高诊断的准确性。这样有利于骨科专家对患者的临床诊断和治疗。
  本文对不同类型的骨科图像序列进行预处理和三维重建。在滤波环节中,本文提出一种基于自适应模板的混合滤波算法。通过使用不同模板对图像进行划分,并求出相应各局部区域的灰度标准差和粗糙粒度,从而确定其最佳阈值,针对不同特征的局部区域进行自适应的滤波处理。在分割环节中,本文提出一种改进的TV-L1分割算法。该方法引入对偶变量和主变量,同时使用快速-主对偶方法将传统TV模型在能量泛函有约束下求极小值问题转换为对偶变量的半隐式迭代计算和主变量的精确计算问题。使用固定迭代法,获得能量泛函的极小值解。该方法可以解决传统TV模型处理骨科图像时出现的纹理信息丢失、过度分割等问题,从而进一步提高像素值分布不均匀的骨科图像分割的准确性。在重建环节中,为帮助骨科专家可以多角度全方位地观察患者病变结构,使用移动立方体法和光线投影法分别对分割后的二维图像序列进行三维重建,从而生成立体的三维几何模型。最后,设计开发计算机辅助诊疗系统,实现对图像数据的导入导出、预处理、面绘制、体绘制和交互操作。
[博士论文] 孟晓亮
测试计量技术及仪器 哈尔滨理工大学 2018(学位年度)
摘要:放疗过程中,呼吸运动会引起胸腹部肿瘤和器官以一定频率和幅度移动,影响放疗效果,甚至造成人体的放疗损伤。监测体外呼吸运动,据此推断出肿瘤的运动,再通过放疗系统控制靶区与射野相对位置固定,构成目前处理放疗中呼吸运动问题一种非常有效的追踪方法。
  鉴于呼吸运动使胸腹部器官肿瘤运动的同时导致了胸腹表面的运动,而且通过胸腹表面特定点的呼吸运动来推断肿瘤运动已经被证明是有效的,那么通过胸腹表面的运动将能更加准确地推断出肿瘤运动,而要分析胸腹表面的运动规律,需要通过胸腹表面的三维运动测量实现。
  要解决胸腹表面的三维运动测量问题,光学测量方法被公认为最具实用性和发展潜力。光学方法可分为点成像、线成像和面成像三种,面成像方法是胸腹表面呼吸运动测量的最佳选择,该方法又可以分为采集一幅图像和采集多幅图像两种。前者包括双目视觉、傅里叶变换轮廓术、窗口傅里叶变换轮廓术和小波变换轮廓术等;后者包括相移轮廓术、时间编码方法等,此类方法测量准确度高但采集速度较慢,不适用于本文的动态三维测量。而采集一幅图像的三维测量方法对胸腹表面呼吸运动测量来说是一种理想的解决方案。
  本文针对放疗中人体胸腹表面的呼吸运动,研究其三维动态测量方法,主要工作如下:
  1.鉴于三维傅里叶变换性能优于一维傅里叶变换,采用一种空域时域相结合的三维傅里叶条纹分析折叠相位抽取方法,将不同时刻胸腹表面编码条纹图像构成的图像序列看作一个三维整体,通过三维傅里叶变换转换到频域,再通过频域滤波,抽取包含折叠相位信息的正一级频谱,然后进行三维傅里叶逆变换,从而得到折叠相位信息,通过增加时间维的滤波,以进一步提高折叠相位抽取的准确度和抗干扰能力。
  2.针对三维傅里叶变换后的频域滤波问题,采用三维高斯滤波器进行频域滤波,并通过设计优化滤波器参数,得到具有明显个体特性的高斯滤波器参数,从而减小振铃效应,提高折叠相位抽取的准确度,进而提高胸腹表面三维测量的准确度。
  3.针对傅里叶条纹分析方法只具有全局分析能力的问题,而小波变换具有多分辨率分析的特点,采用一种空域时域相结合的三维小波变换折叠相位抽取方法,针对条纹图像序列进行三维小波变换,通过选取合适的尺度因子范围,根据小波“脊”处的小波系数,得到条纹图像序列的折叠相位信息,其中增加利用了时间维信息,以进一步提高折叠相位抽取的准确度,进而提高胸腹表面三维测量的准确度,更好地反映胸腹表面的细节信息。
  4.针对现代放疗的需求,构建一种人体胸腹表面三维测量方法,通过将三个不同频率的余弦条纹图案分别编码到彩色图像R、G、B三个通道中,利用投影仪投射到人体胸腹表面上,然后采用3CCD工业相机进行采集,得到胸腹表面条纹图像序列。通过颜色标定分离出R、G、B三个通道的编码条纹图像,通过前述所提折叠相位抽取方法得到图像序列的折叠相位信息,使用一种展开范围大的时间相位展开方法得到绝对相位,利用三角法测量原理获取胸腹表面的三维图像序列。根据上述方法,通过理论分析,构建实验装置,通过测量实验,进行方法验证。实验结果表明,本文方法能够实现呼吸过程中人体胸腹表面的三维测量。
[博士论文] 郭彩萍
信息与通信工程 中北大学 2018(学位年度)
摘要:在放射治疗系统中进行精确、高效计划是实现精确放疗的重要前提,而剂量计算方法的精确程度、优化模型的形式、求解逆向问题优化算法的寻优能力,和计划过程的智能化程度等对放疗计划的质量和效率有着直接的影响。本文以提高放疗计划的质量为目标,对放疗优化模型和基于梯度优化算法的剂量体积优化的初始射束权重问题进行了深入的研究;本文以提高放疗计划的效率为出发点,对放疗参数的自动优化算法进行了研究。本文的主要创新性工作如下:
  1.基于器官的优化模型优化所得的帕累托平面属于DV约束优化所得的帕累托平面的理论基础,为基于梯度优化算法的剂量体积优化提出了一种确定初始射束权重的方法。
  为了改善剂量体积优化(DVO)计划的质量和降低由于DV约束目标的非凸性而产生的局部极值误差,提出了一种为DVO确定初始射束权重的方法,即基于器官优化模型优化引导的DVO。首先,采用改进的递增器官优化模型进行注量图优化(FMO),获得一组射束强度分布。然后,以第一步优化所得的射束强度分布为初始值进行DVO。在5例头颈癌测试病例和5例前列腺癌测试病例上对新算法的可行性和有效性进行了验证。实验结果表明,与传统采用均匀初始射束权重的DVO相比,新DVO能够在保持靶区剂量覆盖特性相似的前提下,更好地保护危及器官。而且,改进的DVO计划质量优于第一步优化中生成的计划质量。新提出的DVO方法改善了DVO计划的质量且缩短了DVO优化时间。
  2.提出了等效均匀剂量(EUD)线性子目标函数、最大剂量子目标函数和二次EUD子目标函数的改进型函数。
  (1)由于EUD线性子目标函数对满足处方剂量的剂量不区分、在可行解空间梯度消失和导数不连续的问题,限制了优化算法的寻优能力。为了解决这个问题,本节基于正则化理论构建了平滑且凸正则化的EUD子目标函数,即lse(log-sum-exp)EUD子目标函数。然后基于EUD子目标函数构建了混合放疗优化模型,在四种测试病例上验证了新模型的有效性。实验结果表明,与基于原来线性EUD子目标函数的混合优化算法相比,基于lse EUD子目标函数的混合优化算法可以在保证相似靶区剂量覆盖特性的前提下,更好地保护危及器官,提高了放疗计划质量。
  (2)为了解决由于最大剂量子目标函数和二次EUD子目标函数对满足处方剂量的剂量不区分、在可行解空间梯度消失和导数不连续而限制优化算法寻优能力的问题,本节基于分段函数的理论构建了分段惩罚的最大剂量子目标函数和二次EUD子目标函数。在新分段子目标函数中,对优化过程中低于处方剂量的实际剂量给予线性惩罚,给予高于处方剂量的实际剂量一个额外的二次惩罚。然后分别构建了基于最大剂量子目标函数的物理优化模型和基于二次等效均匀剂量的混合放疗优化模型,在四种测试病例上验证了新模型的有效性。实验结果表明,与基于原始二次子目标函数的优化相比,基于我们提出的分段惩罚子目标函数的优化可以更好地保护危及器官,提高了放疗计划的质量。另外,与基于DV约束的优化相比,新优化模型的待调放疗参数数量少,减小了计划的复杂性,新函数能够拓展对解空间的搜索能力。
  3.在了解了放疗中已有自动优化技术的基础上,提出了两种放疗参数自动优化方法。
  (1)为了提高放疗计划的效率,减少计划过程中的人工介入,提出了一种基于处方剂量的权重因子自动优化方法。步骤一,根据本节提出的权重因子惩罚策略自动迭代调整权重因子;步骤二,根据评价函数对基于步骤一中权重因子优化所得的当前计划进行评价;步骤三,如果当前计划是临床不能接受的,则通过引入补偿系数的方法对不满足剂量目标的子目标函数施加更高的惩罚。上述优化过程循环进行,直到得到一个临床可接受的计划或者步骤三,即补偿阶段达到最大的预设迭代次数max。在10例头颈癌测试病例上验证了算法的可行性和有效性。实验结果表明:就DVH曲线和三维剂量分布而言,自动计划相当或者优于人工计划;新方法很大程度上提高了调整权重因子的效率,有助于放疗计划的自动化;而且,子目标函数越多,新算法的优势越明显。
  (2)为了将计划设计者的参数调整经验纳入自动优化过程,提出了基于模糊推理的混合放疗参数自动优化方法。首先人工初始化目标函数中参数,使用基于模糊推理的参数自动优化系统进行处方剂量参数或权重因子参数的自动迭代模糊调整,使用注量图优化模块优化注量图参数,最终确定了目标函数中处方剂量参数和权重因子参数,得到满足临床剂量要求的注量图;当基于模糊推理的参数自动优化系统得到满足临床剂量要求的计划后,就可以通过进一步改善计划系统对计划进行进一步改善,得到最终计划。在10例前列腺癌测试病例上对新自动优化算法的有效性进行了测试。实验结果表明,自动计划的质量相当或者优于人工计划的质量。
[硕士论文] 刘凡
生物医学工程 中北大学 2018(学位年度)
摘要:计算机断层成像技术(Computed Tomography,CT)已经成为非常重要医学临床诊疗方法。与其它医学成像方式相比,CT成像技术具有检查方便、图像分辨率高、无痛苦无外伤、解剖关系清晰以及病态特征清楚等优点,在临床医学上得到了充分的应用。然而,在CT成像中的高辐射增加了癌症的风险,使得低剂量CT扫描成为临床研究的一个热门话题,并且迫切需要解决。当辐射剂量减少时,图像质量将下降,这将影响医生的医疗诊断。因此,如何在保证图像质量的前提下尽量减少辐射剂量,具有相当重要的科研价值和临床价值。针对低剂量CT(Low-dose CT,LDCT)成像噪声的抑制问题,后处理算法凭借其在处理过程中不依赖投影数据,它可以直接对滤波反投影算法重建的LDCT图像进行降噪,成为提高LDCT图像质量的重要研究方向。本文主要内容如下:
  (1)分析阐述了基本的中值滤波、均值滤波、高斯滤波、双边滤波传统空间域滤波算法的原理,在传统滤波算法的基础上提出了一种基于扩展域滤波的算法,分别将高斯滤波,双边滤波和扩展滤波对LDCT图像进行后处理,对LDCT脑部模型进行了仿真实验,通过主观评价,客观评价和降噪后图像的剖面曲线图三种方法分析了五种算法降噪性能的优势,最终验证了扩展滤波算法相对传统的滤波算法在提升LDCT图像质量上有优越性。
  (2)针对梯度加权降噪算法在图像降噪上忽略了邻域图像块像素灰度值之间的差异,导致图像边缘模糊及细节丢失的问题。利用邻域像素块之间的具有相似性的特点,提出了一种基于片相似排序降噪算法。该算法的基本思想是充分利用邻域图像块之间的梯度信息和梯度绝对值均值共同构建权值,使新的权值能够较好的判断邻域块之间的相似性。对模拟盆骨LDCT图像和实际盆骨LDCT图像进行仿真实验,实验结果表明改进的算法可以保留更多的图像细节信息,得到更好的降噪效果。
  (3)在Visual Studio2012软件平台上实现了基于CUDA扩展滤波算法和片相似排序降噪算法的并行实现。实验结果表明,与CPU算法执行相比,GPU不必等到像素数据全部转移完成就可以执行其他任务,在一定程度上减少了图像处理的时间,提升了图像
  (4)处理的效率。
[博士论文] 王燕玲
信息与通信工程 中北大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,计算机断层(Computerized Tomography,CT)成像技术飞速发展,并广泛应用于临床医学放射诊断领域。与此同时,CT扫描所带来的医疗辐射量逐年增加,人类健康受到了极大威胁,越来越多的人开始关注辐射剂量的问题。然而,降低剂量往往又会带来CT成像质量的严重下降,进而影响医生对非正常组织的确诊率。因此,低剂量CT的临床应用应遵循在确保高质量重建图像的前提下尽可能减少辐射剂量的原则,由此,低剂量CT成像技术的研究成为一个热点。本文从改进成像算法的角度出发,对低剂量CT投影域数据恢复方法和含噪重建图像后处理算法进行了深入研究,主要工作如下:
  (1)提出了一种基于残差图分解与平滑块排列(Smooth Patch Ordering,SPO)的低剂量CT投影恢复算法。首先对低剂量CT投影进行SPO滤波得到初始的降噪投影,然后通过基于在线字典学习的形态分量分析(Morphological Component Analysis,MCA)方法将残差图分解为结构部分和噪声部分,并将残差图中提取的结构部分作为补偿投影,与初始降噪投影相加得到恢复投影。最后利用滤波反投影(Filtered-Back Projection,FBP)方法对恢复投影进行重建,获得重建的低剂量CT图像。实验结果表明,与其它传统算法比较,所提算法在低剂量CT重建图像的噪声抑制以及边缘、细节和结构等特征的保持方面都有明显的优越性。
  (2)提出了一个适用于低剂量CT图像处理的新的分数阶偏微分方程模型。传统的Perona-Malik(PM)模型在平坦区域表现出良好的平滑性能,全变分(Total Variation,TV)模型在边缘区域表现出显著的边缘保持特性,但是这两种模型都容易引起块状效应,而分数阶偏微分方程模型恰能在有效克服块状效应的同时实现对图像细节和结构的保持。所提模型通过将分数阶PM模型和分数阶TV模型进行加权组合,既保留了PM模型、TV模型和分数阶偏微分方程模型的优点,又克服了各自的缺点。再者,鉴于图像特征和细节处的局部灰度方差比噪声背景处的方差更大,本文将局部灰度方差加入到所提模型的加权系数和扩散系数中,达到了更好的保持图像边缘和细节的目的。最后,对实验结果进行主观和客观分析,验证了所提算法的有效性。
  (3)提出了一种改进的平滑块排列(Modified Smooth Patch Ordering,MSPO)算法,并将其应用于低剂量CT图像质量改善。为了克服SPO算法没有考虑局部块之间的距离且需要单独训练集的问题,本文将经典的非局部均值(Non-Local Means,NLM)滤波中的Leclerc加权函数置换为实验效果更好的改进的Bisquare函数,并将改进的NLM滤波与图像块分类和子图平均方法相结合应用于图像块排列过程中。另外,在图像块排列之前加入了预白化处理步骤,将低剂量CT图像中的相干噪声变换为不相干噪声,使得噪声更易于去除。而在图像块排列之后,又用TV滤波代替原始SPO算法中的二次迭代方法,有效地去除了重建图像中的残余噪声。实验结果显示所提算法兼顾了条形伪影、斑点噪声的抑制和重要结构信息的保持。
[硕士论文] 樊锦标
临床医学 河北工程大学 2018(学位年度)
摘要:目的:证实重度颅脑损伤患者CT示视神经鞘直径与脑压关系,探索一种非有创颅内压监测方法。
  方法:本研究为横断面研究,以河北工程大学附属医院2015年9月至2017年9月,临床诊断为头部疾患,行头颅CT确诊为颅内疾病的患者为研究对象。本研究通过询问病史及头颅CT所提供的信息,将眼部本身有疾病而致视神经鞘改变的患者、头颅CT真实有开放性颅脑外伤的患者、有腰椎骨折、腰椎穿刺处皮肤有感染的患者不作为本研究的对象。共收集到38例患者,每个研究对象都要收集记录其个体信息,如年龄、性别,行监测前的呼吸频率、脉搏次数、收缩压、舒张压、疾病名称。将研究对象根据颅脑损伤分级,分为A组,B组。A组包括轻、中型颅脑损伤患者。B组重型、严重型颅脑损伤患者。将研究对象测得的颅内压以20cmH2O为界限,分为正常颅压与高颅压分组,通过对比两组研究对象各项观察指标之间均数与方差,或所占百分比是否具有统计学意义,发现对颅压影响有关的因素。验证脑压值与视神经鞘直径之间的关系。应用接受者操纵特征曲线求得提示高颅压的最佳诊断值而。
  结果:1.重度颅脑损伤患者颅内压普遍升高,研究颅内压数值对颅脑损伤有一定预测性。高颅压组与正常颅压组眼球后3mm处视神经鞘直径均值与标准差的比较,P=0.001<0.05,具有统计学意义。2.视神经鞘直径与脑压的相关系数为R=0.732,回归模型为D3=0.117ICP+3.65,当颅内压为20cmH2O时,视神经鞘的直径为5.9mm。3.应用CT测视神经鞘直径诊断高颅压时,CT测量的临界值为6.8mm,其敏感度为59.1%、特异度为87.5%,而取5.9mm为临界值时敏感度为86.4%、特异度为56.2%。综合考虑以视神经鞘的直径为5.9mm作为判断颅压的临界值。
  结论:CT在中国医院普及率相当高,头颅CT示球后3mm处视神经鞘直径预测脑外伤特别是重度颅脑损伤患者颅内压是否增高具有简单、无创、较准确等特点。
[硕士论文] 曲迎午
影像医学与核医学 河北北方学院 2018(学位年度)
摘要:目的:探讨320排640层容积CT计算机辅助诊断技术(Nodule Analysis)在检测孤立性肺结节中的应用价值。
  方法:收集并分析2016年12月-2017年1月在本院进行320排640层容积CT胸部检查的596例健康体检者的一般资料及影像图像。所有图像由2名具有20年以上胸部影像诊断经验的主任医师共同阅读及诊断结论达一致作为真性结节参照标准。由2名住院医师为一组(A组)和2名主治医师为一组(B组)分别进行CT横断面和Nodule Analysis软件进行诊断,每组分别记录两种方法对每位健康体检者检出的结节数、结节大小、结节密度及诊断时间窗;用卡方检验比较两种不同方法对SPN检出率是否存在差异。
  结果:根据参考标准检出真性结节136个。住院医师横断面组(A1组)检出肺部结节89个,住院医师运用Nodule Analysis软件组(A2组)检出结节113个,主治医师横断面组(B1组)检出肺部结节103个,主治医师运用Nodule Analysis软件组(B2组)检出肺部结节125个。Nodule Analysis组对SPN的检出率明显高于CT横断面组(P<0.001),且其诊断时间窗明显低于CT横断面组。住院医师运用Nodule Analysis软件准确率明显高于CT横断面(P<0.001)。
  结论:320排容积CT计算机辅助诊断技术—Nodule Analysis软件在肺结节的检测上具有明显的优势,不仅能够发现更小的孤立性肺结节(Solitary Pulmonary Nodule,SPN),而且能大大提高影像诊断医生的工作效率,提高影像诊断医师的诊断准确率。
[硕士论文] Ahmad Javaid Khan
内科学 大连医科大学 2018(学位年度)
摘要:目的:
  经皮冠状动脉介入治疗(Percutaneous CoronaryIntervention,PCI)是指采用各种器械经导管使确诊冠状动脉疾病(Coronary Artery Disease,CAD)患者冠状动脉再血管化的有效治疗方法。PCI术后的临床主要心血管事件(MACEs)包括:全因死亡、心血管死亡、心肌梗死(Myocardial Infarction,MI)和再次血管重建。研究表明,糖尿病(Diabetes Mellitus DM)、高血压(Hypertension,HT)、血脂异常和吸烟等主要危险因素也会影响行PCI术后CAD患者的临床预后。
  关于糖尿病和高血压对接受PCI后的急性冠状动脉综合征(Acute Coronary Syndrome,ACS)患者的预后影响已被广泛研究。研究表明,高血压对ST抬高心肌梗死(ST Elevation Myocardial Infarction,STEMI)患者PCI后的短期和长期死亡率没有影响,但高血压是接受冠状动脉支架术后的不稳定型心绞痛(Unstable Angina,UA)患者长期死亡率的唯一独立预测因子。与非DM或非胰岛素治疗的糖尿病(Insulin-Treated Diabetes Mellitus,ITDM)患者相比,ITDM是长期死亡的有力预测因子。合并DM的ACS患者较不合并DM的ACS患者接受PCI后的短期和中期预后更差。同时合并糖尿病和高血压的ACS患者,较单独合并糖尿病或高血压的ACS患者,死亡率明显增加。即使在接受PCI术后稳定CAD的患者,糖尿病仍然是中期预后不利的预测因素。
  然而,糖尿病合并高血压对接受冠心病PCI术后患者长期预后的影响尚不清楚。本研究目的是探讨同时合并糖尿病及高血压对冠心病PCI术后患者长期预后的影响及不良临床结局的预测价值。
  方法:
  随机选择在大连医科大学附属第二医院诊断CAD并行PCI治疗的362名患者进行前瞻性队列研究。其中男性267人(73.8%),女性95人(26.2%)。平均年龄为62.7±8.1岁,平均BMI为25.7±2.4kg/cm2。所有患者根据其是否合并DM或HT分成四组。1组(-DM/-HT)为不合并糖尿病和高血压的CAD患者91例;2组(+DM/-HT)为合并糖尿病但无高血压CAD患者87例,3组(-DM/+HT)为合并高血压病无糖尿病CAD患者90例;4组(+DM/+HT)为同时合并糖尿病及高血压的CAD患者94例。采集所有患者病史(心肌梗死、卒中、既往PCI史、吸烟史)及药物治疗情况(阿司匹林、ACEIs、ARB、β阻滞剂、钙拮抗剂、他汀)等基线资料。判读冠状动脉造影结果,记录冠脉病变位置及分型。门诊或电话随访记录12月时再发心肌梗死、全因死亡、心血管死亡和随访期再次PCI的主要不良事件。
  结果:
  组4(+DM/+HT)中有心肌梗死病史及KillipⅢ级患者比例高于其它三组。所有患者多数冠脉病变部位在LAD,LM病交占少数,四组间冠脉病变部位无统计学差异。四组中冠脉病变分型B2及C型占多数,而A或B1型病变占少数,四组间无差异。冠脉多支病变的比例在组4(+DM/+HT)中最高,其次为组2(+DM/-HT)。12个月随访结果显示,组4(+DM/+HT)患者全因死亡及心血管死亡率明显高于其它三组患者,而再发心肌梗死及再次PCI治疗的比例也高于其它三组,但无明显统计学差异。所有主要不良事件的发生率在组1(-DM/-HT)最低,其中全因死亡及心血管死亡率有统计学差异。组4(+DM/+HT)患者的全因死亡及心血管死亡的累积生存率最低,而再发心肌梗死及再次PCI治疗患者的累积生存率四组间无明显差别。采用Cox比例风险模型评估,组4(+DM/+HT)患者较其它组相比,再发心肌梗死(OR:2.27)、全因死亡(OR:3.25)、心血管死亡、(OR:3.15)和再次PCI(OR:2.90)风险最高。心肌梗死病史(OR:3.17)和卒中病史(OR:2.05)是再发心肌梗死的预测因素,他汀药物的使用使再发心肌梗死风险减低。年龄(OR:1.05)、心肌梗死病史(OR:2.87)、卒中病史(OR:4.12)是全因死亡的预测因素,β阻滞剂(OR:0.47)和他汀药物(OR:0.35)的应用降低了死亡风险。再发心肌梗死(OR:4.02)是心血管死亡的预测因子,而β阻滞剂(OR:0.37)和ACEI(OR:0.33)及他汀药物(OR:0.32)的使用降低了心血管死亡风险。吸烟增加再次PCI的风险。
  结论:
  本研究提示同时合并高血压及糖尿病增加了冠心病PCI术后患者的主要不良事件的发生风险;高龄、心肌梗死病史及卒中病史是全因死亡的主要预测因素,再发心肌梗死是心血管死亡的预测因素,而心肌梗死及卒中病史是再发心肌梗死的预测因素,吸烟增加再次PCI的风险;他汀类药物、ACEI和口受体阻滞剂的使用可降低不良事件的发生风险。
[硕士论文] 亓润智
中西医结合临床 中国中医科学院 2018(学位年度)
摘要:放射性肺损伤(Radiation Induced Lung Injury,RILI)是肺癌、乳腺癌、食管癌等胸部肿瘤放射治疗后出现的主要并发症,RILI早期表现为放射性肺炎(Radiation Pneumonitis,RP),晚期表现为放射性肺纤维化(Radiation pulmonary Fibrosis,RF)。RP与RF之间时间界线从数周到6个月不等。放射性肺损伤限制了肿瘤靶区的照射剂量,降低肿瘤局部控制率,影响放疗局部治疗的疗效,严重影响患者生活质量。
  RP的主要表现为咳嗽、呼吸困难、发热、胸痛,主要诊断依据为影像学改变、症状、病史、血清学改变。电离辐射损伤肺泡及血管内皮细胞,导致肺内充血,诱导肺内多种炎症因子如IL-6、TGF-β、TNF-α的高水平表达,这些促炎症生长因子是目前研究的主要方向。
  中医根据放射线耗气伤津及过时发病的特点,从“火热毒邪”、“燥邪”等方面来认识放射性肺炎。其病机总属:火热之邪或燥邪损伤血络,耗伤气阴,火热蕴结。病理因素主要为热毒、阴虚及瘀血三个方面,辨证以气阴两亏证最为多见,其次是热毒犯肺证与痰瘀互结证。治疗上主要以养阴、活血及清热解毒为主要方法。沙参桔梗汤是导师多年临床总结的经验方,以养阴润肺为主要治法,兼以活血化瘀、宣肺祛痰。在前期一项小样本随机对照临床研究中,将RILI分为肺燥阴亏、瘀血阻络、痰热蕴肺三个证型,辨证治疗有效率达72%,与单纯激素治疗相比有效率无统计学差异(p=0.306),其副作用明显小于激素组。此后在导师指导下完成的一项证型的研究显示,肺燥阴亏证型占放射性肺炎的63.6%,提示此证型是放射性肺炎的主要证型,符合文献研究得出的结论,用沙参桔梗汤治疗效果明显,但缺乏基础实验研究,现通过此动物实验研究及临床观察,从组织病理学、细胞因子等方面为后续深入研究提供依据。推动中医药在RILI治疗中的应用,进一步扩大放疗在胸部肿瘤中的应用,提高放疗剂量的阈值。
  研究目的:
  1.临床观察:观察急性放射性肺损伤患者口服沙参桔梗汤治疗前后CT影像学、症状、生活能力评分、放射损害评级情况,验证此方的临床疗效。
  2.动物实验:成功建立大鼠急性放射性肺损伤模型,观察各组大鼠肺组织的病理学改变、肺系数改变、肺组织中炎症因子的表达、体重改变以及大鼠的一般状况,与模型组、激素组相比较,评价其有效性,探讨其作用机制。并通过观察对比中药等效剂量组、中剂量组、高剂量组三组间的疗效及副作用,探讨沙参桔梗汤治疗急性放射性肺损伤的量效关系及剂量与副作用的关系。
  研究内容与方法:
  1.临床观察:对纳入23例放射性肺损伤急性期患者每日予沙参桔梗汤1剂,分2次服用,疗程为28天,分别在开始访视时、服药后第14天、28天,观察咳嗽、发热、呼吸困难、胸痛的中医临床症状评分、功能状态评分(KPS评分)、肺损伤程度分级(RTOG分级)变化以及治疗前后的CT影像学改变,将前后数据进行对照,并通过SPSS统计分析其差异。
  2.动物实验:将108只雄性SD大鼠,按照随机分组的方法,分为正常组18只、模型组18只、激素组18只、中药等效剂量组18只,中药中剂量组18只,中药高剂量组18只,共6组。除正常组外,其余5组在直线加速器下进行20Gy单次全胸照射,照射后第1天各组开始灌胃,中药各组根据成人日用量进行等效换算后,并根据灌胃体积,计算出高剂量(4倍等效剂量)、中剂量(2倍等效剂量)、低剂量(等效剂量)浓度3种剂量浓度,制作成流浸膏剂(由西苑医院制剂科采购原料并制作)进行灌胃。激素组为醋酸地塞米松片溶解后的混悬液,模型组与正常组均为0.9%生理盐水。各组大鼠每周称重1次,分别于第14天、第28天两个时间点取材,每组每个时间点取材9只,取全肺称重,并取右肺中叶进行HE染色,IL-6因子的免疫组化染色。观察各组大鼠治疗前后肺组织病理改变,肺泡炎半定量分析,免疫组化法检测IL-6细胞因子的表达情况,肺系数的变化。并用SPSS软件统计分析其差异。
  研究结果:
  1.临床观察
  实验结束时,共纳入23例患者,在治疗28天后根据国际抗癌联盟(Union for International Cancer Control,UICC)疗效判定标准:完全治愈1例,患者经沙参桔梗汤治疗后CT影像中斑片影完全消失,症状完全缓解;好转17例,总体有效率为78.26%。治疗前后咳嗽、发热、呼吸困难、胸痛等中医症状评分较治疗前有改善,差异均有统计学意义(P<0.05),其中咳嗽症状治疗前后改善有显著统计学差异(P<0.01)。生活能力评分(KPS评分)、肺损伤程度分级(RTOG分级)也较治疗前改善,前后对比有统计学差异(P<0.05)。
  2.动物实验
  2.1HE镜下病理改变:14天时,模型组开始出现支气管上皮细胞变性,肌层轻度增厚,肺泡壁略增宽,肺间质炎症细胞浸润,血管壁肌层肥厚,周围水肿,肺泡炎评分在2-3分,以2分为主,造模成功。中药各组与激素组病理变化较轻,支气管上皮细胞及血管内皮细胞损伤不明显,未见脱落及坏死,少量炎细胞浸润。28天时,模型组大鼠出现重度肺损伤,支气管肌层增厚,肺泡壁增宽,可见肺泡结构塌陷与融合,纤维样细胞、炎细胞增生,肺泡腔内大量渗出,炎细胞浸润,血管壁肌层肥厚,血管扩张、充血。局部可见血管壁变薄,内皮细胞紊乱,并有红细胞、炎细胞通过,向外渗出,提示造模成功。中药各组及激素组可见肺泡壁增宽,肺间质较多渗出,但较模型组明显减轻,多量炎细胞、单核细胞、多核巨细胞浸润。镜下观察中药各组肺泡腔内渗出明显少于模型组,与激素组比较差异不大。
  2.2肺组织IL-6炎症因子表达:模型组大鼠肺组织IL-6表达在照射后明显增高,激素组和中药3组大鼠肺组织IL-6表达较模型组明显下降(P<0.01),其中中药中剂量组与中药高剂量组最显著,且优于激素组(P<0.01)。中药高剂量组与中药中剂量组两者无明显差异(P>0.05)。而激素组降低IL-6表达水平较中药低剂量组明显,两者比较有统计学差异(P<0.05)。中药中剂量组、高剂量组降低IL-6的水平均优于中药低剂量组,且有差异显著(P<0.01)。
  2.3肺泡炎评分情况:照射后第14天模型组开始出现明显肺泡炎,与正常组相比较有显著统计学差异(P=0.001),中药各组、激素组与模型组比较,肺泡炎评分小于模型组(P<0.05),28天时各组间差异更加明显,其中模型组肺泡炎程度最重,与正常组相比较有显著统计学差异(P<0.001),中药各组、激素组肺泡炎评分均低于模型组,并且以中药高剂量组与中药中剂量组肺泡炎评分下降最多,有显著统计学差异(P<0.01),中药低剂量组肺泡炎程度也有改善(P<0.05)。中药高剂量组、中剂量组、低剂量组、激素组,四组间肺泡炎评分相比较无明显差异(P>0.05)。
  2.4大鼠肺系数与体重改变:造模后第14天、28天,模型组肺系数与正常组相比明显增大(P<0.001),提示肺组织明显充血,造模成功。14天时激素组肺系数改善最为显著(P<0.01),中药高剂量组肺系数也得到改善(P<0.05),而中药低剂量组、中剂量组与模型组相比均未见到明显改善,差异无统计学意义(P>0.05)。28天时中药中剂量组、高剂量组、激素组与模型组比较均表现出明显改善(P<0.01),3组间无明显差异(P>0.05),而中药高剂量组肺系数出现增长趋势,且高于模型组(P>0.05),考虑为大鼠消瘦营养不良导致,并通过各组间体重的对比得以验证。提示中药高剂量组不良反应明显,导致大鼠体重明显下降。中药中剂量组体重与低剂量组比较无统计学差异(P>0.05)。说明当沙参桔梗汤药物剂量提高至4倍时,大鼠出现明显的营养不良、体重下降的副反应。
  2.5大鼠的一般状况:照射14天后模型组大鼠开始出现消瘦、精神萎靡、易激惹伤人、易受惊吓等表现。脱毛逐渐加重,在照射后第3周出现明显脱毛,皮肤裸露,甚至皮肤破溃,出现皮炎。中药各组及激素组同样出现脱毛,体重下降等表现,但与模型组相比程度较轻,未出现皮肤裸露。中药高剂量组出现黑色稀便、体重下降等表现。
  研究结论:
  1.临床观察:沙参桔梗汤可以明显改善患者咳嗽、呼吸困难、发热、胸痛等临床症状,改善患者的生存质量,降低放射治疗导致的肺损伤评级,对于放射性肺损伤急性期的患者疗效明确。
  2.动物实验:沙参桔梗汤可以明显改善大鼠放射性肺炎模型的肺泡炎评分,降低IL-6的表达,缓解内皮损伤,减少渗出及炎细胞浸润,改善大鼠的体重和营养状况。在改善肺泡炎评分方面,与激素治疗无统计学差异。在降低IL-6炎症因子的水平上,沙参桔梗汤治疗效果确切,随中药剂量浓度的增大疗效增加,但副反应也随之增加。沙参桔梗汤治疗急性放射性肺损伤的作用机制可能与降低IL-6因子的表达,改善内皮细胞损伤,减少渗出及炎细胞浸润相关。
[硕士论文] 陈宇思
生物医学工程 南方医科大学 2018(学位年度)
摘要:锥形束计算机断层成像(Cone-beam Computed Tomography, CBCT)是现代医学CT成像领域中最前沿和热门的技术之一。然而在锥行束成像中,光子散射的问题严重制约了CBCT图像的临床应用和发展。常见软件校正法为通过散射核反卷积方法和经典蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)方法估计光子散射分布规律进而实现散射校正。但散射核的设计难度大,并且散射估计不够准确;而经典MC方法虽能达到目的,却受到仿真效率低和收敛速度慢的限制而不能临床应用。因此,如何快速地实现散射分布估计是当前医学物理领域的研究热点。
  本文通过对光子散射物理规律和经典MC仿真方法的分析和研究,发现常规的MC模拟都是采用被动式的光子散射独立抽样策略进行仿真估计。正是由于这种光子独立抽样策略,使得经典MC仿真方法浪费大量的计算时间对无法到达探测器的光子进行模拟,导致模拟效率过低,阻碍了MC的临床应用。
  针对当前MC仿真方法瓶颈问题,本文提出了主动式的模拟方法,即基于Metropolis的快速蒙特卡罗散射光子模拟(gpu-based Metropolis Monte Carlo,gMMC)方法,从抽样原理的层面提升光子散射模拟效率。本方法主动地把模拟任务需求纳入可控光子路径变异空间中,通过自动抽样模型对光子路径进行变异抽样。然后通过Metropolis路径抽样算法比较前后抽样路径的重要性,选择对模拟相对重要的光子路径作为能量沉积路径,从而实现光子路径的自动重要性采样。可控的路径抽样方法摒弃光子的独立抽样策略,而把整条光子路径看作一个研究对象。为实现进一步提高效率,本文采用GPU并行计算架构实现硬件方面的加速。仿真和临床实验结果表明,本方法能有效提高光子散射模拟效率。与经典MC方法相比,散射信号平均相对差异基本小于3%,而仿真速度提高20~48倍。在不利用去噪平滑算法时,实现分钟级别的散射模拟。
  本文针对经典MC模拟效率低的问题,提出并实现一种新的MC模拟仿真算法,显著提高了光子散射的模拟效率。虽然本文研究内容已取得初步的研究成果,但对于实际的临床应用仍待更深一步的探究。
[博士论文] 李斌
生物医学工程 南方医科大学 2018(学位年度)
摘要:目前,CT成像已经成为临床应用中最重要的医学影像手段之一。新一代的能谱CT成像也越来越多的在临床诊断和放射治疗中发挥着重要的作用。然而,目前商用能谱CT系统的价格昂贵,在临床应用中的优势尚未得到全方位的验证。如何低成本的实现能谱CT成像并获取优质图像,如何利用能谱CT成像获取更多的物质信息,如何更加全面的评估能谱CT的临床应用价值,这些都是能谱CT成像能否获得更大范围普及的关键问题。在本文中,我们将对基于传统CT平台的能谱CT图像重建算法及相应的物质分解算法,和能谱CT在质子治疗中的应用这三个课题进行研究。
  首先,我们希望在现有的设备条件下,提供更具性价比的能谱CT成像系统解决方案。基于这一目标,本文提出了基于管电压切换扫描模式的非局部均值滤波能谱CT重建算法。首先,在传统的CT平台上实现了能谱CT投影数据的采集。然后,为了解决投影欠采样的问题,提出了基于非局部均值滤波的能谱CT重建算法。该算法利用图像域中像素块之间的相似性有效地去除噪声;同时加入了不同能谱图像之间的结构相似性约束,可以消除欠采样引起的条状伪影。实验结果表明,本文采用的管电压切换扫描模式较易获取能谱CT投影数据;同时,能谱CT重建算法可有效去除噪声和伪影,重建出优质的能谱CT图像。
  其次,我们在传统的CBCT平台上,实现了一种结合能谱图像重建和物质分解于一体的能谱CBCT成像模式。首先,在直线加速器机载CBCT系统平台上,利用管电压切换的采样方法实现了多个能量投影数据的获取;然后,构建了可以同时重建图像和分解物质的基于字典学习法的优化模型;最后,通过交替方向乘子算法对该模型进行迭代求解。实验结果表明,该能谱CBCT成像模式在传统CBCT平台上的可行性,重建分解算法在图像重建方面的高效性,以及相应物质分解的精确性。
  此外,能谱CT在放射治疗应用中获得普及的一个主要原因是能谱CT成像的优势尚未获得相应临床数据的支持。在本文中,我们详尽地研究了基于能谱CT算法估算质子阻止本领(SPR)的不确定度,并得到了质子治疗中的射程不确定度的评估数据。本文考虑了多种因素导致估算SPR值产生的误差,并分析得出相应的不确定度评估。研究显示,CT值会因扫描条件的不同产生较大的差异,而这一差异会导致SPR值的估算误差较大,从而造成质子射程值的估计误差。我们的研究同时也展示了能谱CT算法较传统的单能CT算法有更小的射程估算误差,提示我们能谱CT算法有利于更精确的质子治疗。本文的研究方法和结论具有较高的临床参考价值。
[硕士论文] 王沛沛
生物医学工程 南方医科大学 2018(学位年度)
摘要:正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,PET)是当前最先进的核医学成像技术,代表了核医学领域的最高水平。作为一种非侵入的检查方式,PET在肿瘤学、神经系统以及心血管方面的疾病诊断有着非常重要的作用。其工作原理是将放射性核素标记的生物分子注射到受试者体内,并在有效视野范围内进行扫描,最后通过计算机的手段进行三维重建即可对受试者体内药物的生物分布进行显像。动态PET成像能提供连续时间点上的示踪剂分布,后期可通过应用动力学模型,获得组织器官的功能参数,从而实现了对活体靶器官中的生化变化和动态代谢过程的定量分析。
  冠状动脉疾病(coronary artery disease,CAD)已经成为威胁人类健康的主要疾病,心肌灌注显像为其诊断、疗效评价以及预后判断提供了重要影像学方法,心肌灌注显像目前有单光子发射断层成像(Single Photon Emission Tomography,SPECT)和PET两种扫描方式实现。PET由于其较SPECT更高的空间分辨率和灵敏度及更好的示踪剂组织摄取特性,在心肌灌注显像的应用逐年增长,已成为评价存活心肌的金标准。在动态PET心肌显像中,通过估计血输入函数,并将其应用于动力学模型,可以提供绝对心肌血流(Myocardial Blood Flow,MBF)、心肌血流储备(Myocardial Flow Reserve,MFR)等非常有价值的临床诊断信息。在应用动力学模型时,血输入函数的估计是非常关键的,结果的准确与否直接影响到后期的定量分析。
  目前广泛采用的估计血输入函数方法为基于感兴趣区域法,该方法简单易行,但极度依赖于医生手工勾画的感兴趣区域,而感兴趣区域的准确性又受医生个人经验及部分容积效应影响。因子分析作为从变量群中提取公共因子的统计技术,已经被用来从动态图像中无创地提取血输入函数和组织的时间活度曲线,如基于主成分分析、独立成分分析、最小二乘法、最大似然法的因子分析模型相继被提出。然而由于噪声和部分容积效应的影响,传统的因子分析模型提取的结果准确度低,极大地限制了临床应用。
  在目前因子分析模型中存在两个问题,第一,都是基于高斯噪声模型的最小二乘测度与基于泊松噪声模型的最大似然测度。而临床获取动态PET图像噪声很难直接用高斯或泊松模型进行刻画,第二,因子分析方法获得的结果存在非唯一性,传统上假设各因子图像间的重叠程度最小来解决该问题,但由于受到PET图像分辨率和部分容积效应的影响,心肌信号经常会掺杂着10%-15%的血液信号,最小化因子图像之间的重叠程度假设未能考虑到这一事实。
  鉴于上述分析,本文针对这两个问题提出了基于α散度作为模型的测度,通过选取不同的旺值,可对PET图像的噪声模型进行更加精确的建模。在唯一性约束方面,我们利用PET图像的像素动力学聚类作为先验约束,最终得到每个组织的时间活度曲线及血输入函数。模型应用于82Rb PET心肌灌注仿真数据,通过实验分析发现,用α散度测度以及基于动力学聚类的先验约束均对组织活度曲线的提取的准确性有积极的作用,在高噪声下(SNR=5)仍能准确的提取出各组织的时间活度曲线及血输入函数,在视觉评价及量化评价均具有优质表现。
[硕士论文] 陈美玲
生物医学工程 南方医科大学 2018(学位年度)
摘要:探测器作为数据采集系统的核心部件,其稳定性和灵敏度是保证断层成像质量的关键,目前锥束CT(Cone Beam CT,CBCT)和数字断层融合技术(Digital Tomosynthesis,DTS)成像常用的平板探测器是由最开始平行线束的单一探测器经历了扇形束对应的多探测器和多层螺旋CT(Computed Tomography)所使用的多排探测器这一系列系统发展的成果,平板探测器厚度小,射线利用率高,和采集读数装置合成为一个系统,实现更高效采集,且平板探测器的平面二维尺寸使投影不会出现失真,重建图像空间分辨率高。平板探测器CT数据采集系统作为最前沿的探测技术,已经进入了临床应用,并且有着广阔的发展前景。
  DTS(Digital Tomosynthesis)是一项在传统的几何成像和平板探测系统基础上利用数字图像算法实现任意和探测器平行的组织层面的图像重建的新型断层成像技术。数字乳腺层析成像(Digital Breast Tomosynthesis,DBT)将DTS技术用于乳腺3D成像,以其低剂量、高检出率的优势保持极大的临床需求,而低剂量乳腺层析图像重建一直面临着噪声的影响。经典的加权最小二乘算法可以优化投影数据,对噪声进行抑制,从而提高重建图像质量。当前,如何提高噪声模型的准确性是提升最小二乘算法降噪效果的关键,本文通过对投影数据方差的精确建模并结合DBT(Digital Breast Tomosynthesis)平板探测系统的噪声相关性构建精准噪声模型下的基于噪声相关性的惩罚加权最小二乘算法用于低剂量乳腺层析成像。具体的,首先对数据进行量子噪声和电子噪声建模,使以往常用的近似噪声模型精准化,然后构建基于噪声相关性的惩罚加权最小二乘算法用于投影数据恢复,最后对处理后的投影数据采用滤波反投影算法进行层析重建。重建结果显示,本文所使用的方法对噪声抑制效果明显,重建图像质量有很大的提升。
  目前,平板探测系统已发展成为主流的CBCT(Cone Beam CT)数据采集系统,四维锥束CT(Four-dimensional Cone Beam CT,4D-CBCT)成像可以为图像引导放射治疗提供精确的实时呼吸运动定位信息,如何提高4D-CBCT(Four-dimensional Cone Beam CT)重建图像的精确度是目前研究的热点,PICCS(Prior Image Constrained Compressed Sensing)算法在基于CS(Compressed Sensing)理论的所有4D-CBCT重建算法中表现上佳,本文提出的改进先验图像的PICCS算法在传统PICCS算法基础上针对先验图像进行改进,按照每一个相位的位置信息构建其对应的先验图像,消除了投影数据不匹配所导致的重建图像运动模糊的现象,实验结果展示了文章方法相比传统的PICCS重建结果组织边界更加清晰,运动伪影减少,图像分辨率提高。
[硕士论文] 徐杨
口腔基础医学 广西医科大学 2018(学位年度)
摘要:放射性唾液腺损伤是放射治疗头颈部恶性肿瘤的常见并发症之一,目前其机制尚不清楚,临床缺乏合适的治疗方法。研究表明早期的炎性反应在放射性唾液腺损伤急性期起重要作用,因此探讨放射诱导的唾液腺早期炎性反应机制,针对机制寻找有效治疗药物对于防治放射性唾液腺损伤具有重要意义。核转录因子κB(Nuclear Factor-kappa B,NF-κB)调节多种炎症信号,如细胞间黏附分子-1(Intercellular Adhesion Molecule-1,ICAM-1)、肿瘤坏死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α),在炎性反应中起关键作用,其抑制被认为是抗炎的有效途径。海带多糖(Laminaria Japonica Polysaccharides,LJP)是从海带中提纯的多糖成分,天然无毒,具有抗炎、抗辐射等生物活性,而海带多糖是否能通过抑制NF-κB活化减轻放射诱导的炎性反应目前未见报道。
  目的:
  1.探讨小鼠放射性下颌下腺损伤中NF-κB/IκB、TNF-α、ICAM-1的表达变化规律,阐明放射诱导唾液腺损伤的可能机制。
  2.探讨海带多糖干预对放射性下颌下腺损伤中NF-κB/IκB、TNF-α、ICAM-1因子的调节作用,阐明海带多糖防治放射性唾液腺损伤的可能机制。
  方法:
  96只健康雌性昆明小鼠,体重32±2g,随机分为:对照组、LJP组、放射组、放射+LJP组,每组24只。给药时间和剂量:LJP组和放射+LJP组于照射前1d经腹腔注射海带多糖,按100mg/kg,1次/d,连续7d后,改为1次/2d,再继续7d;对照组和放射组同时给予等量生理盐水。照射方法:放射组和放射+LJP组给予60Coγ射线一次性15Gy照射,对照组和LJP组给予0Gy照射。放射后观察每天各组小鼠饮水量,并分别于放射后1d、3d、7d、14d各组随机抽取6只小鼠行以下检测:
  1.唾液量:收集小鼠30min分泌的唾液总量,按照1g/ml计算唾液体积。
  2.下颌下腺形态学观察:HE染色观察腺泡、间质、导管、血管等结构的组织病理变化。
  3.间接免疫荧光法检测下颌下腺NF-κB p65亚基定位。
  4.免疫组化法检测下颌下腺IκBα、ICAM-1蛋白的表达。
  5.ELISA法检测小鼠血清中TNF-α的含量。
  结果:
  1.各组小鼠1~14d饮水量对比:与对照组相比,LJP组无明显差别(P1>0.05),放射组、放射+LJP组饮水量均显著增加(P1<0.05);LJP干预后,放射+LJP组饮水量较放射组明显减少(P2<0.05)。
  2.不同时间点各组小鼠唾液量对比:与对照组相比,LJP组均无明显差别(P1>0.05),放射后各时间点放射组、放射+LJP组唾液量均明显减少(P1<0.05);与放射组相比,放射+LJP组唾液量均显著增多(P2<0.05)。随着放射后时间的增长,放射组唾液量呈进行性减少,放射+LJP组唾液量随着治疗时间的增长有恢复到对照组水平的趋势。
  3.HE染色结果显示,与对照组相比,LJP组腺体形态无明显异常变化,放射组出现间质水肿、炎性细胞浸润、核固缩及腺泡萎缩等病理变化;放射+LJP组病变程度明显轻于放射组。
  4.各时间点对照组和LJP组小鼠下颌下腺NF-κB p65均在胞浆表达,放射后1d、3d、7d、14d放射组和放射+LJP组小鼠下颌下腺可见部分荧光标记的NF-κB p65由胞浆转入胞核。
  5.放射后1d、3d、7d、14d,放射组、放射+LJP组小鼠下颌下腺IκBα表达均较对照组明显降低(P1<0.05),于放射后7d达到最低值;放射+LJP组均较放射组明显升高(P2<0.05);LJP组与对照组无明显差别(P1>0.05)。
  6.放射后1d、3d、7d、14d,放射组、放射+LJP组下颌下腺ICAM-1表达均较对照组明显升高(P1<0.05);放射+LJP组表达明显低于放射组(P2<0.05);LJP组与对照组无明显差别(P1>0.05)。
  7.放射后1d、3d、7d、14d,放射组、放射+LJP组血清TNF-α含量均较对照组明显增高(P1<0.05),放射+LJP组含量均低于放射组,其中放射后3d、7d、14d差异有统计学意义(P2<0.05);LJP组与对照组无明显差别(P1>0.05)。
  结论:
  1.放射诱导的唾液腺早期损伤机制与NF-κB通路活化上调TNF-α、ICAM-1的表达有关。
  2.海带多糖对放射性唾液腺损伤的防治作用与抑制NF-κB通路活化有关。
[硕士论文] 李其耕
肿瘤学 广西医科大学 2018(学位年度)
摘要:目的:探讨NF-κB p65、IκBα、白介素(IL)-1βmRNA在大鼠放射性肺损伤过程中的变化及意义,以揭示放射性肺损伤发生、发展的调控分子机制。
  方法:将64只Sprague-Dawley雄性大鼠按随机数表法随机分成空白组、照射组两个组。空白组大鼠只予饲养而不作其它处理;照射组大鼠予单次照射右侧肺部。两大组大鼠分别于照射后第2周末、6周末、12周末、24周末麻醉后取血清及肺组织:(1)大体观察法观察大鼠肺组织肉眼观变化;(2)酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测大鼠血清炎症因子IL-1β水平;(3)苏木精—伊红(HE)染色、马松三色染色(Masson染色)观察大鼠右肺组织病理形态变化;(4)样本碱水解法测定肺组织匀浆羟脯氨酸含量;(5)实时荧光定量逆转录-聚合酶链反应法(qRT-PCR)检测NF-κB p65、IκBα、IL-1βmRNA的相对表达量。
  结果:(1)大鼠肺组织大体观察结果:各时间点空白组大鼠肺脏呈粉红状,质地柔软且饱满,有弹性、光滑、无炎性渗出,照射组大鼠从2周末起,肺部出现轻微水肿,体积略增大,6周末时,肺组织进一步肿胀、体积进一步增大,而到12周末时,可见大鼠肺组织逐渐萎缩,质地稍变硬;24周末时,可见大鼠肺组织萎缩、表面不平整,有较为明显的片状灰白色区域。(2)HE、Masson染色显示:空白组大鼠右肺肺泡和肺间质组织无明显充血、水肿等病理改变,肺泡结构完整,胶原纤维沉积不明显。照射组肺组织在照射后2周末即出现毛细血管轻度充血、部分肺泡上皮脱落、间质稍水肿,但其胶原纤维沉仍积不明显;照射后6周末时,肺泡壁及肺泡间隔稍增厚,肺泡腔稍缩小,水肿明显,并伴有炎症细胞浸润和少许胶原纤维沉积;12周末时,可见肺泡壁及肺泡间隔增厚较前明显,局部肺泡消失,肺泡壁及间隔等出现明显增生的纤维细胞、成纤维细胞等,胶原沉积较前增加;在第24周末时,部分肺泡腔被结缔组织代替、融合、实质化,有些肺泡腔出现缺失,肺结构被结缔组织所破坏,肺泡壁显著增厚,大量成纤维细胞增生,胶原纤维沉积明显。(3)羟基脯氨酸含量检测显示:空白组含量在组内各时间点之间比较无统计学差异(P>0.05),照射组右肺组织在照射后6周末、12周末、24周末的羟脯氨酸含量均明显高于空白组(P<0.05),且在24周末时达到最高。(4)酶联免疫吸附试验(ELISA)显示:空白组含量在组内各时间点之间比较无统计学差异(P>0.05);照射组大鼠照射后各时间点血清IL-1β水平显著高于空白组(P<0.05),照射组IL-1β含量迅速升高,第6周达到最高,而后在12和24周末逐渐回落。(5)qRT-PCR:空白组相对表达量在组内各时间点之间比较无统计学差异(P>0.05);照射组NF-κB p65、IL-1β的mRNA相对表达量均明显高于空白组(均P<0.05),照射组中NF-κB p65、IL-1β照射后逐渐升高,第6周达到最高,而后在12和24周末逐渐回落(均P<0.05),而IκBα的mRNA表达相反,照射组IκBα的mRNA相对表达量均低于空白组(均P<0.05),在照射后第六周表达量最低(P<0.05),此后逐渐回升。
  结论:医用60Co放射治疗仪对大鼠右肺进行单次照射18Gy可以有效建立放射性肺损伤的模型;血清IL-1β参与了放射性肺损伤发生发展的过程,且主要在放射性肺损伤早期中起作用;在大鼠放射性肺损伤过程中,NF-κB p65、IL-1β的mRNA的相对表达上调,IκBα的mRNA相对表达下调。
[硕士论文] 陈晨
口腔基础医学 广西医科大学 2018(学位年度)
摘要:目的:探讨海带多糖(LJP)通过p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信号通路改善放射诱导的小鼠下颌下腺血管损伤。
  方法:1、将120只2月龄雌性昆明小鼠,随机分为对照组、LJP组、放射组、放射+LJP组,每组30只,用60Coγ射线制作放射诱导小鼠下颌下腺损伤模型。LJP腹腔注射于放射前1d进行,连续给药7d后,改为每2d一次,放射后14d结束。
  2、分别于放射后1d,7d,14d,检测各组小鼠体重,检测毛果芸香碱在30min内诱导的唾液总量,并称重每只小鼠下颌下腺重量。
  3、采用HE染色观察放射后1d,7d,14d小鼠下颌下腺腺泡、导管、血管和组织间质的形态学变化。
  4、采用免疫组织化学法观察放射后1d,7d,14d小鼠下颌下腺CD31,p-p38MAPK,Bcl-2的表达。
  5、采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测放射后1d,7d,14dVEGFA,VEGFR-2的表达。
  6、采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定下颌下腺组织中p-p38MAPK和内皮素-1(ET-1)水平。
  结果:1、不同时间点各组小鼠体重变化:放射组和放射+LJP组小鼠体重明显减小(P<0.05),与放射组相比,放射+LJP组体重增加(P<0.05)LJP组和对照组未见差异(P>0.05)。
  2、放射后1d,7d,14d各组小鼠的唾液量:不同时间点放射组和放射+LJP组小鼠唾液量均明显减少(P<0.05),经LJP防治后,与放射组相比,放射+LJP组小鼠唾液量呈增加趋势(P<0.05),LJP组和对照组未见差异(P>0.05)。
  3、各组小鼠下颌下腺重量无明显差异(P>0.05)。
  4、HE染包显示:与对照组相比,LJP组小鼠下颌下腺形态无明显异常变化。对照组毛细血管丰富,可见大量红细胞,与对照组相比,放射组和放射+LJP组毛细血管少,低倍镜下见较小的腺泡细胞,高倍镜下可见少量红细胞。放射组和放射+LJP组腺泡呈空泡样变性,经LJP治疗后随着时间的延长,放射+LJP组毛细血管量增多。
  5、放射后1d,7d,14d放射组和放射+LJP组小鼠p-p38MAPK的表达增强(P<0.05),在放射后1d达峰值,随着时间的延长放射+LJP组P38MAPK的表达有减少趋势,在放射后14d恢复到对照组水平。放射组和放射+LJP组小鼠ET-1的表达增加(P<0.05),经LJP防治后,在不同时间点放射+LJP组ET-1表达量有减少趋势,LJP组和对照组未见差异(P>0.05)。
  6、放射后1d,7d,14d放射组和放射+LJP组小鼠CD31,Bcl-2表达减弱(P<0.05),经LJP防治后,在不同时间点放射+LJP组CD31,Bcl-2表达量有增加趋势,LJP组和对照组未见差异(P>0.05)。
  结论:1、放射诱导的下颌下腺血管损伤与放射诱导p38MAPK磷酸化有关,下颌下腺血管损伤导致小鼠唾液流速降低。
  2、LJP可下调磷酸化p38MAPK从而下调ET-1保护放射诱导的下颌下腺血管损伤,继而升高小鼠唾液流速。
  3、LJP可以上调VEGFA,VEGFR-2表达,下调磷酸化p38MAPK表达,改善放射诱导的下颌下腺血管损伤。
[硕士论文] 林嘉慧
生物医学工程 南方医科大学 2018(学位年度)
摘要:冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary artery disease,CAD)是指由于冠状动脉血管发生粥样硬化病变从而引起血管腔的狭窄或者阻塞,造成心肌缺氧缺血。近年来,心血管疾病的发病率呈持续上升趋势,为了帮助和指导临床诊断、治疗以及评估治疗效果,对CAD患者的早期精准全面的检查是十分必要的。心肌灌注电子计算机断层扫描(myocardial perfusion computed tomography,MPCT)作为一种非侵入式的CAD功能成像手段,在临床上得到了广泛关注。MPCT是在下腔静脉快速团注碘造影剂后,对特定的心肌断层面进行连续动态扫描,获得该心肌断层的时间-密度曲线(time-density curve,TDC),并利用去卷积数学模型,计算出各个心肌灌注血流动力学参数,其中包括了心肌的血流量(myocardial blood flow,MBF),心肌的血容量(myocardial blood volume,MBV)以及平均通过时间(mean transmit time,MTT)三个重要的参数,心肌灌注血流动力学参数图量化反映了心肌组织血流灌注量的变化,进而识别出心肌缺血区域以及缺血程度。但是与常规计算机断层扫描(computed tomography,CT)成像相比,MPCT对感兴趣区域的连续动态扫描会极大增加患者接受的辐射剂量,过量的辐射易诱发癌症、白血病以及多种遗传性疾病。
  目前,减少采样率和降低管电流是临床上降低患者辐射剂量最常用的方法,但是随着剂量的降低,重建图像伪影和噪声增加,使得图像质量退化,影响诊断的精确性。因此如何降低辐射剂量的同时,获取满足临床诊断需求的MPCT图像已经是CT成像领域重点研究的课题之一。
  针对上述问题,国内外许多研究提出了在低剂量扫描条件下提高心肌灌注CT图像质量的方法,从投影域着手的研究主要分为两类。第一类为依据投影数据中的噪声分布规律构建投影域的统计恢复模型,恢复低剂量下受噪声污染的投影数据。第二类为根据投影数据满足的统计学分布特性,采用迭代重建算法,从投影数据直接重建高质量的MPCT序列图像。其中统计迭代算法是基于光子统计学信息建立精准的模型来描述CT系统,其目标函数包括两个部分,即数据保真项和先验项。数据保真项描述了探测数据的统计特性,是优质重建的基础和前提,而数据先验项的约束能够改善重建过程中的病态问题,对于修正最优解以及获得高精度的重建图像有着重要意义。在MPCT序列图像中,血流灌注量是随着时间连续变化的,而血流灌注量随着时间变化的同时解剖结构基本保持不变。其帧内具有丰富的结构冗余性,帧间有着高度的相似性,因此,我们可以充分利用心肌灌注序列图像空间及时间维度上特有的先验信息,从低剂量数据中重建出高质量的图像。根据以上的信息,本文的主要工作归纳为如下:
  (1)提出了一种数据冗余信息引导的低剂量心肌灌注CT成像方法。由于MPCT序列图像中,除了因造影剂注射而增强的血流动态信息外,序列图像中前后帧的解剖结构信息基本保持一致,具有高度的相似性,而且图像前后帧之间的噪声服从独立随机分布,因此,我们计算当前图像前后帧的均值,减少帧间的随机噪声,并取均值图像作为非局部均值滤波(nonlocal means,NLM)的参考图像(average-value image induced NLM,aviNLM),构造基于aviNLM和全变分(total variation,TV)混合框架的惩罚加权最小二乘(penalized weighted least-squares,PWLS)模型,简称为PWLS-aviNLM-TV算法。PWLS-aviNLM-TV算法有效利用了帧间结构相似性和帧内数据冗余性,进而重建出高质量的MPCT序列图像。
  (2)提出了一种基于张量广义全变分(tensor total generalized variation,TTGV)先验的低剂量心肌灌注CT成像方法。我们将TTGV先验引入到PWLS框架中,充分考虑了心肌灌注序列图像中相邻图像空间结构的相似性以及灌注血流量随时间变化的连续性,利用TTGV的高阶导数特性,有效消除噪声和阶梯伪影并保持结构边缘信息,从而提高心肌灌注CT图像的质量。我们将该算法简称为PWLS-TTGV,并采用Chambolle-Pock(CP)算法对目标函数进行优化求解。
[硕士论文] 董广通
中医内科学 中国中医科学院 2018(学位年度)
摘要:1.研究背景:
  本研究主要分为两部分,第一部分为文献研究,系统综述了放射性肺纤维化的中西医研究概况,放射性肺纤维化是西医病名,主要由累计放射剂量超过肺泡细胞耐受剂量而产生,发病机制多样,目前较为公认的为“细胞因子瀑布学说”,其形成过程大概分为肺泡免疫炎性反应、肺实质损伤、纤维化形成三个阶段。中医学中并无纤维化病名,相关论述散在记载于“咳嗽”、“肺痿”、“肺胀”“肺痹”等证。多因虚起病,肺肾亏损,痰瘀互结,虚实夹杂,历代医家根据其演变特点辨证分期、分型论治,屡获不错效果。Notch信号通路是近期发现与纤维化密切相关的通路,通过参与多种生物体内炎性反应、免疫反应、氧化应激等途径影响纤维化进程。故本研究将从Notch信号通路的角度探求中医药防治RPF的作用机制。
  第二部分为实验研究,通过建立RPF大鼠模型,采用“养阴性肺活血”经验方,运用病理、免疫组化、流式细胞术等研究方法,从Notch角度观察养阴清肺活血方对RPF大鼠病理形态、Notch受体与配体在组织及免疫细胞中的表达。结果表明,养阴清肺活血方能够有效改善大鼠炎症及纤维化程度,其作用机制可能是通过下调Notch信号上游受体配体实现的。提示该方可通过干预调控Notch信号防治放射性肺纤维化。
  总之,笔者从文献和实验两个方面对中药养阴清肺活血方防治RPF进行相关探讨,并初步阐明干预Notch信号通路的作用机制。其研究结果不仅希望为中医药防治放射性肺纤维化提供理论依据,也为今后进一步的研究提供了思路。
  2.研究目的:
  通过观察养阴清肺活血方对放射性肺纤维化大鼠一般情况、肺组织病理形态、肺脏指数、局部肺组织及外周血T细胞中Notch1、Jagged1调节的影响,探讨该方对放射性肺纤维化病变的治疗机制,为临床用药提供理论依据。
  3.研究方法:
  3.1 放射性肺纤维化大鼠模型的建立
  大鼠常规饲养1周后称重,将大鼠用10%的水合氯醛3ml/kg腹腔注射麻醉,仰卧位固定于自备木架,充分暴露胸部,6MV-X线加速器单次全胸照射16Gy,照射范围上至两腋窝、下至胸骨剑突(约为3.0cm×4.5cm),源靶距为100cm,剂量率250cGy/min,在相对较短时间内建立大鼠模型,空白组大鼠在同等条件下肺部假照射0Gy。
  3.2 动物给药方案
  各组于照射后第1天开始灌胃给药,逐日1次,持续至取材。每周固定时间称重一次并按体重变动调整灌胃剂量,按1ml/100g药量给药。空白组:生理盐水,1次/d灌胃;模型组:生理盐水,1次/d灌胃;激素组:1-2周1.25mg/(kg·d)醋酸泼尼松注龙射液腹腔注射,第3周0.625mg/(kg·d)醋酸泼尼松注龙射液腹腔注射,5-8周生理盐水;中药组:1-4周肺炎期中药9.7g/(kg·d)中药药液,1次/d灌胃,5-8周时改为纤维化期中药9.7g/(kg·d),1次/日灌胃;联合用药组:1-2周肺炎期中药+激素药液(9.7g中药+1.25mg泼尼松龙注射液/(kg·d)),1次/d灌胃或者腹腔注射;3周改为中药+激素药液(9.7g中药+0.625mg泼尼松龙注射液/(kg·d)),1次/d灌胃或者腹腔注射;5-8周时改为纤维化期中药(9.7g/(kg·d)),1次/d灌胃。
  3.3 肺组织病理观察及指标检测
  灌胃8周后取材,观察大鼠一般活动情况;收集肺脏组织检测肺脏系数并行HE、Masson染色,光镜下观察病理形态学变化;根据Szapiel等的半定量方法确定其分级情况,免疫组化检测肺组织Notch1表达含量。应用Image Pro-Plus6.0软件计算图片中黄色区域的累积光密度和黄色区域的面积。
  平均光密度=IOD(Sum)/Area(Sum)。
  3.4 T细胞Notch信号上游分子的表达。
  3.4.1 腹主动脉采血,免疫磁珠分选提取外周血T细胞。
  3.4.2 采用流式细胞术检测外周血T细胞Notch1受体表达。
  3.4.3 通过RT-PCR技术检测T细胞中Notch1、Jagged1的表达。
  3.4.4 应用Western blot技术检测T细胞中Notch1、NICD、Jagged1的表达。
  4.研究结果
  4.1 一般情况观察
  联合用药组大鼠与其他造模组比较,精神状态、体重、以及皮毛、大便等一般情况较好。模型组大鼠死亡3只,照射部位毛色晦暗、质地枯槁、甚至脱落,大便稀溏臭秽,甚至开始脱毛以及皮肤溃烂。与模型组相比,联合用药组病变较轻微。中药组整体情况较激素组稍好,大便干硬或稀溏症状出现较晚,症状也较轻。
  4.2 肺脏肉眼观察及肺系数检测
  中药组、联合用药组与模型组比较,大鼠肺脏外观组织肿胀溃烂程度较轻,颜色较浅。空白组大鼠肺湿重改变不明显,中药组及联合用药组体重变化不明显,肺湿重略有增加。照射后各组大鼠肺系数与空白组比较均明显增大,差异明显,联合用药组肺系数明显低于模型组,下降趋势明显,与模型组相比,中药组、联合用药组肺系数降低,联合用药组更为明显,激素组肺系数则无明显统计学差异。
  4.3 病理学观察
  染色后,空白组大鼠肺组织结构清晰,易于识别,支气管壁完整,平滑肌厚度正常,未见炎性细胞等病理变化。照射后大鼠表现出不同水平炎性病变,肺泡壁增厚,炎性渗出水肿明显,支气管壁增厚,毛细血管及肺间质充血,肺间质及肺泡腔内可见大量巨噬细胞、中性粒细胞等炎性细胞,并可见纤维样渗出,纤维样结缔组织增生增多,出现实区。给药8周后,中药组、激素组、联合用药组肺组织肿大、出血、渗出等炎性病理改变均比模型组有不同程度的改善,联合用药组除支气管平滑肌厚度不同程度降低外,炎细胞浸润也明显减轻,呈中轻度肺炎改变,优于激素组。
  4.4 指标检测
  RPF模型大鼠肺组织及外周血T细胞中存在Notch1、Jagged1表达失调的现象,免疫组化结果显示,空白组在主支气管、血管周围、肺间质组织中只看到淡黄色颗粒和条纹,只有极少数深黄色或棕色条纹。照射8周后模型组Notch1明显上调,表达较强,在支气管及肺泡壁周围多见棕黄色条纹及颗粒,Notch1表达量显著高于空白组。流式细胞术也检测到T细胞中Notch1受体组间差异明显,RT-PCR及Western-blot显示中药养阴清肺活血方、糖皮质激素以及两药联合应用可以调节Notch信号受体、配体在细胞核内外的含量。联合用药组较之单药效果较好。
  研究结论:
  中药养阴清肺活血方可明显改善RPF大鼠肺组织炎症和纤维化水平,有效防止肺纤维化的进程。其作用机制可能与下调Notch1、NICD、Jagged1表达有关,表明该方可通过调节Notch信号通路起到防治作用。
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