【摘要】：宮頸癌是常見的婦科病,嚴重威脅女性健康,而早期宮頸癌的治愈率較高。本文研究了基于薄層光學(xué)層析成像系統(tǒng)(Laminar optical tomography,LOT)的早期宮頸癌病變診斷系統(tǒng)。LOT是一種新型的介觀成像技術(shù),其空間分辨率及成像深度位于宏觀成像和微觀成像之間。由于LOT系統(tǒng)較淺的探測距離(約0~2mm),使得探測到的光子散射次數(shù)少,從而能夠獲得比DOT較高的空間分辨率,而成像深度限制在毫米量級。以上這些特點使LOT非常適用于早期宮頸癌的診斷中。本論文首先設(shè)計并搭建了面向早期宮頸癌檢測的LOT系統(tǒng)。與大多數(shù)DOT系統(tǒng)使用的接觸式探測方式不同,LOT采用類似共聚焦掃描顯微鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)非接觸的柵格化掃描。該系統(tǒng)采用線陣PMT作為漫射光探測器,其不同通道對應(yīng)目標物體表面每個掃描點下距離光源不同的探測點位置。這樣由平面掃描獲取的不同源探距離下的二維原圖像(raw image)序列,通過圖像重建算法可以獲取目標物體的三維信息。該系統(tǒng)主要包含632.8nm穩(wěn)態(tài)光發(fā)生、微弱漫射光檢測以及掃描控制部分。為了同步柵格化的掃描方式及每個掃描位置下的多點共線探測,采用基于X86平臺的上位機軟件通過PCI總線進行系統(tǒng)集成,實現(xiàn)了約1fps(在2mm×2mm的區(qū)域上包含30×30像素點)的掃描速度,并能夠?qū)崟r監(jiān)測原圖像。進而,采用仿體實驗驗證了系統(tǒng)性能,對所有掃描點下不同源探距離的漫射光測量結(jié)果取平均值,經(jīng)歸一化后與蒙特卡洛(Monte-Carlo,MC)模擬值比較,其相對誤差小于11.6%。此外測試了該系統(tǒng)的最大測量深度以及異質(zhì)體在500μm深度下的橫向分辨率,分別達到2.4mm及140μm,滿足了系統(tǒng)設(shè)計要求。在初步的人體實驗中,選擇對淺層血管豐富的手背進行成像。原圖片較真實地反應(yīng)了不同深度的皮膚組織,能夠較清晰地看見與探測深度對應(yīng)的血管分布。下一步,我們將通過原圖像重建出組織體的光學(xué)參數(shù)分布,進而獲取組織體的功能信息。
【圖文】：

宮頸組織的被覆上皮分為：宮頸下開口處被覆的復(fù)層鱗狀上皮（約 500 μm厚），宮頸管表面的柱狀上皮。鱗-柱交界部位為子宮頸上皮內(nèi)瘤變和癌變的好發(fā)部位[28]，因此鱗柱交接處是宮頸鱗狀細胞癌早期病變檢查的重要區(qū)域。宮頸癌主要分為宮頸鱗癌和宮頸腺癌，宮頸鱗癌占宮頸原發(fā)腫瘤中約 90%~95%，而腺癌約占 5%~8%[7]，兩種癌癥在外觀上并無特殊差別，只是前者發(fā)病于宮頸面，后者發(fā)病于宮頸管。宮頸鱗狀細胞癌的發(fā)病過程是子宮頸非典型性增生、原位癌、早期浸潤癌、浸潤癌[29]，如圖 2-2 所示。CIN I 級時，異常增殖細胞位于上皮層下的 1/3，上皮組織厚度約為 500 μm，此時中、表層細胞及基底細胞正常。當病變發(fā)展至 CIN II級時，異常增殖細胞位于上皮組織的下 2/3 內(nèi)，還未擴散至表層及基底。當病變發(fā)展至 CIN III 級時，異常增值細胞擴散至上皮層的 2/3 以上，甚至布滿全層，此時基底膜完整。當病變發(fā)展至早期浸潤癌時，異常增殖細胞已侵犯全層，且突破基底膜。進一步地，當癌細胞侵犯間質(zhì)的深度達 5mm 時，病變已發(fā)展為鱗狀上皮浸潤癌。

宮頸組織的被覆上皮分為：宮頸下開口處被覆的復(fù)層鱗狀上皮（約 500 μm厚），宮頸管表面的柱狀上皮。鱗-柱交界部位為子宮頸上皮內(nèi)瘤變和癌變的好發(fā)部位[28]，因此鱗柱交接處是宮頸鱗狀細胞癌早期病變檢查的重要區(qū)域。宮頸癌主要分為宮頸鱗癌和宮頸腺癌，宮頸鱗癌占宮頸原發(fā)腫瘤中約 90%~95%，而腺癌約占 5%~8%[7]，兩種癌癥在外觀上并無特殊差別，只是前者發(fā)病于宮頸面，后者發(fā)病于宮頸管。宮頸鱗狀細胞癌的發(fā)病過程是子宮頸非典型性增生、原位癌、早期浸潤癌、浸潤癌[29]，如圖 2-2 所示。CIN I 級時，異常增殖細胞位于上皮層下的 1/3，上皮組織厚度約為 500 μm，此時中、表層細胞及基底細胞正常。當病變發(fā)展至 CIN II級時，異常增殖細胞位于上皮組織的下 2/3 內(nèi)，還未擴散至表層及基底。當病變發(fā)展至 CIN III 級時，異常增值細胞擴散至上皮層的 2/3 以上，甚至布滿全層，此時基底膜完整。當病變發(fā)展至早期浸潤癌時，異常增殖細胞已侵犯全層，且突破基底膜。進一步地，，當癌細胞侵犯間質(zhì)的深度達 5mm 時，病變已發(fā)展為鱗狀上皮浸潤癌。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R737.33

【參考文獻】

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本文編號：2546255