早期腫瘤病灶的檢測對提升患者的存活率具有重要意義,但由于其實現(xiàn)難度較高而一直是生物醫(yī)學領域的一個難題�，F(xiàn)有的醫(yī)學造影成像方法使用的納米粒子作為造影劑主要依賴人體循環(huán)系統(tǒng)進行大面積輸送,缺乏局部靶向傳輸所需的外力驅(qū)動和引導,易導致機體的毒副作用、低靶向性和低療效等。而基于納米機器人的腫瘤檢測系統(tǒng)雖然可以提高效率,但其需要腫瘤的具體位置信息作為先驗知識,而受目前醫(yī)學成像技術的限制,早期腫瘤病灶的位置信息是難以獲取的。因此,本文擬提出一種能夠綜合以上兩種技術優(yōu)勢的全新的腫瘤檢測系統(tǒng),在不需要腫瘤位置信息作為先驗知識的條件下利用納米機器人實現(xiàn)直接靶向檢測的目的。本課題旨在從計算的角度設計基于納米機器人的可操控智能納米系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以利用早期腫瘤病灶誘發(fā)的活體組織環(huán)境的變化控制納米機器人對高危組織進行有規(guī)律搜索,最終實現(xiàn)腫瘤病灶的檢測。運用這種方法進行早期腫瘤檢測時無需腫瘤病灶位置的先驗知識,同時可以極大提高檢測效率。論文的主要研究內(nèi)容如下:分析了早期腫瘤病灶所誘發(fā)的生物組織環(huán)境的特異性變化進而提出了“生物梯度場”的概念,介紹了可用于腫瘤病灶檢測的外部可控磁性納米機器人系統(tǒng),并對群體智能算法的計... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)醫(yī)學成像技術的作用原理

哈爾濱工業(yè)大學工學博士學位論文圖1-2量子點探針的被動和主動靶向示意圖[25]Fig.1-2Passivetargetingandactivetargetingforquantumdotprobes[25]有藥物的磁性聚合物微粒運輸至海拉細胞達到了將磁性微型馬達用于直接藥物傳輸?shù)哪康腫34]。該校的VictorGarcia-Gradilla等人證明了用超聲驅(qū)動的納米線馬達可以快速地將藥物運輸至癌細胞，并且可以通過光觸發(fā)進行藥物釋放[35]。蘇黎世聯(lián)邦理工學院的Nelson等人設計出了用于靶向藥物輸送的電磁納米機器人，且藥物的釋放也可以通過磁場的觸發(fā)實現(xiàn)[36]。圖1-3多功能磁性納米粒子結(jié)構(gòu)示意圖[14]Fig.1-3Schematicdiagramofmagneticnanoparticlepossessingvariousligandstoenablemultifunc-tionality[14]目前，除了在體外對微納機器人的醫(yī)學應用進行了大量研究外，其作用在體內(nèi)的研究也已經(jīng)開展，并取得了一定的成績(如圖1-4所示)[37]。在各種微納機器-4-

哈爾濱工業(yè)大學工學博士學位論文圖1-2量子點探針的被動和主動靶向示意圖[25]Fig.1-2Passivetargetingandactivetargetingforquantumdotprobes[25]有藥物的磁性聚合物微粒運輸至海拉細胞達到了將磁性微型馬達用于直接藥物傳輸?shù)哪康腫34]。該校的VictorGarcia-Gradilla等人證明了用超聲驅(qū)動的納米線馬達可以快速地將藥物運輸至癌細胞，并且可以通過光觸發(fā)進行藥物釋放[35]。蘇黎世聯(lián)邦理工學院的Nelson等人設計出了用于靶向藥物輸送的電磁納米機器人，且藥物的釋放也可以通過磁場的觸發(fā)實現(xiàn)[36]。圖1-3多功能磁性納米粒子結(jié)構(gòu)示意圖[14]Fig.1-3Schematicdiagramofmagneticnanoparticlepossessingvariousligandstoenablemultifunc-tionality[14]目前，除了在體外對微納機器人的醫(yī)學應用進行了大量研究外，其作用在體內(nèi)的研究也已經(jīng)開展，并取得了一定的成績(如圖1-4所示)[37]。在各種微納機器-4-

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]征服癌癥新里程:個性化治療[J]. 金濤.  健康管理. 2012(05)
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[5]引力搜索算法的改進[J]. 徐遙,王士同.  計算機工程與應用. 2011(35)
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[7]群體智能優(yōu)化算法[J]. 王艷玲,李龍澍,胡哲.  計算機技術與發(fā)展. 2008(08)
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[9]X射線成像技術在醫(yī)學中應用[J]. 羅述謙.  物理. 2007(08)
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本文編號：3317581