本文以实验结合光学软件FRED来验证荧光介质上覆盖散射层的影响,结合AF-OCT系统能够减少由于上皮组织增厚引起的假阳性,增强AF疾病检测的功效。 G%-[vk#]
jTaEaX8+
摘要: v/\l
i,M<}e1
在本文中,我们通过模拟组织的自发荧光(AF)特性进行了模型的研究。我们组合了光学相干断层扫描(OCT)和AF成像系统,依据散射层的厚度和浓度来测量AF信号的强度。使用由生成的OCT图像计算得到的厚度和散射浓度,结合AF-OCT系统能够估计由上皮组织散射引起的AF损耗。我们定义了一个校正因子来计算上皮组织中的散射损耗,并且计算了一个校正散射AF信号。我们认为校正散射AF将会减少在早期呼吸道病变检测中的诊断误检率,误检是由混合因子产生,如增加的皮层厚度和炎症。 ]wWN~G)2lV
{ :'#Ts<
关键词:光学相干断层扫描;自发荧光;光散射;模型;光线光学;OCT A-line数据 4]u53`
?SRG;G1
1. 简介 /`>BPQH`}
自发荧光(AF)成像是一项已实现的技术,使用蓝光来激发自然组织荧光。通过收集高风险区域进行活检识别,已经证明这项技术对于癌症的早期检测和癌的分期是及其有效的。虽然通过白光成像可以容易的检测浸润癌,原位癌和高度的癌前病变的检测却十分棘手。白光成像中的变化十分微小,然而,AF成像可以清楚地对比这种病变。当受到蓝光照射时,正常的组织会发出强烈的绿色AF,而异常组织则缺少这种AF辐射。 l_FttN
尽管AF成像可以方便的检测原位癌,对于良性组织的异常现象也是十分敏感的。例如,上皮组织的厚度未必就与癌症相关,但是它确实减少了由散射产生的AF信号,导致了假阳性。因此,将癌症与其他非危险异常现象区别开来可以极大地增加治疗的疗效。 _CDUUr
光学相干断层扫描(OCT)是可以获得生物组织皮下图像的一项相干技术,它可以提供小于10μm轴向分辨率和大约3mm穿透深度的图像。OCT采用了非电离,通常是近红外的辐射来捕获组织形态的实时图像。OCT可以用于研究高风险的组织位置。因此,当用于组合时,以一种同时和协作的形式,AF-OCT成像可以提供丰富的生化信息,并定位组织形态,这些不能通过单独的成像模式获得。比如,在上皮组织增厚的情况下,OCT可以直接测量上皮组织厚度,并且将AF信号衰减归因于上皮增厚,而不是癌症前期引起的胶原重建。因此,由OCT给定结构信息,并结合AF-OCT可以减少AF假阳性。 6pM[.:TM
AF信号强度不仅取决于原位的荧光,也取决于不同组织层的光吸收和散射。组织的光散射已经经过了深入的研究1-6。模拟组织散射可以提供与AF信号强度有价值的信息。由于价格低廉、方便校准且易于获得,英脱利匹特(Intralipid)是用于组织模型最常见的散射媒介。这项工作的目的是根据散射层的厚度模拟组织自发荧光的性质。我们定义了一个AF信号校正因子,用来说明散射层引起的损耗。OCT图像给出了散射层厚度和散射颗粒的浓度,这是校正因子计算所需的两个因素。因此,我们提出了AF-OCT系统,作为癌症检测的一个更灵敏和精确的成像工具。 5;oWFl
首先,我们解释了Intralipid模型研究,旨在模拟不同上皮厚度的组织散射特性。然后,使用光线光学仿真来验证实验结果。使用AF和OCT数据计算AF校正因子将在最后一章解释。 _5EM <Ux
xrxORtJ<