血液灌注延迟对活体生物组织热力学特性影响的研究

血液灌注延迟对活体生物组织热力学特性影响的研究

一、血流灌注延时对活体生物组织温度动力学特性影响的研究(论文文献综述)

赵凯旋[1](2021)在《肾功能定量磁共振方法研究》文中进行了进一步梳理正常的肾功能是维持机体内环境稳定、新陈代谢有序进行的必要条件。急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是以肾功能快速下降为特征的临床常见肾脏疾病,其典型病理改变为肾脏组织缺血、缺氧以及水肿。临床诊断AKI依赖于患者的血、尿指标,而这些指标仅反映肾脏整体健康状况,具有滞后性且易受到利尿剂等外界因素的影响。定量磁共振成像(quantitative magnetic resonance imaging,qMRI)作为一种无电离辐射的影像学技术,可以得到反映肾脏组织理化环境改变的定量参数结果,因而具有评估疾病状态下肾功能改变的潜力。如T2定量技术(T2 mapping)、血氧水平依赖磁共振成像技术(blood oxygenation level-dependent MRI,BOLD-MRI)、动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)可以分别反映肾脏组织水含量、氧合水平、血流灌注水平的改变。现有AKI研究大多基于单一的qMRI技术,缺乏对AKI病程的全景观测,且AKI病程中反映不同病理改变的qMRI定量参数间是否存在相关性仍未知;观测气体刺激下肾脏BOLD-MRI信号的改变有助于评估肾脏的健康状态,现有研究仅简单对比刺激前后肾脏T2*的改变,缺乏对肾脏T2*响应动态过程的深入研究。本文针对上述问题展开以下三个方面工作:(1)T2 mapping、BOLD-MRI以及ASL在大鼠AKI模型中的联合分析。提出联合T2mapping,BOLD-MRI、ASL探究在AKI病程中肾脏T2、T2*、T2’、组织灌注的改变,并基于相关分析探究肾脏组织灌注与T2,T2*、T2’的相关性。结果表明,在AKI病程中,肾脏组织灌注显着降低;肾脏皮质与外髓外带的T2升高,且与组织灌注呈弱至中等程度的负相关(皮质r=-0.45,外髓外带r=-0.40);肾脏外髓内带的T2*与T2’降低,且与组织灌注呈中等程度至强正相关(T2*,r=0.52,T2’,r=0.63)。(2)阶跃氧刺激下肾脏T2*响应的动态测量与建模分析。通过优化序列参数与实验方案实现时间分辨率为9秒的快速BOLD-MRI以观测肾脏在阶跃氧刺激下的T2*响应,提出利用二阶线性时不变连续时间系统的阶跃响应模型对观测到的动态T2*数据建模分析,定量得到用于描述肾脏血氧系统的模型参数:振幅、时间延迟、阻尼常数和振荡周期。研究结果证明了对肾脏T2*响应建模分析的可行性。对比健康肾脏,阻尼常数在AKI肾脏的外髓外带(3.7倍)和外髓内带(10倍)大幅增加,表明其具有作为AKI诊断标记物的潜质。(3)阶跃氧刺激下肾脏面积改变的动态测量与建模分析。提出训练2D UNet肾脏分割模型应用于快速BOLD-MRI数据,探究在阶跃氧刺激下肾脏面积的动态改变,并建模分析。结果表明,10分钟持续低氧气体刺激下,肾脏面积衰减约10%;对比T2*建模结果,肾脏面积变化幅度较小且时间延迟较大,表明T2*对阶跃氧刺激较肾脏面积更为敏感。

赵凯旋[2](2021)在《肾功能定量磁共振方法研究》文中认为正常的肾功能是维持机体内环境稳定、新陈代谢有序进行的必要条件。急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是以肾功能快速下降为特征的临床常见肾脏疾病,其典型病理改变为肾脏组织缺血、缺氧以及水肿。临床诊断AKI依赖于患者的血、尿指标,而这些指标仅反映肾脏整体健康状况,具有滞后性且易受到利尿剂等外界因素的影响。定量磁共振成像(quantitative magnetic resonance imaging,qMRI)作为一种无电离辐射的影像学技术,可以得到反映肾脏组织理化环境改变的定量参数结果,因而具有评估疾病状态下肾功能改变的潜力。如T2定量技术(T2 mapping)、血氧水平依赖磁共振成像技术(blood oxygenation level-dependent MRI,BOLD-MRI)、动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)可以分别反映肾脏组织水含量、氧合水平、血流灌注水平的改变。现有AKI研究大多基于单一的qMRI技术,缺乏对AKI病程的全景观测,且AKI病程中反映不同病理改变的qMRI定量参数间是否存在相关性仍未知;观测气体刺激下肾脏BOLD-MRI信号的改变有助于评估肾脏的健康状态,现有研究仅简单对比刺激前后肾脏T2*的改变,缺乏对肾脏T2*响应动态过程的深入研究。本文针对上述问题展开以下三个方面工作:(1)T2 mapping、BOLD-MRI以及ASL在大鼠AKI模型中的联合分析。提出联合T2mapping,BOLD-MRI、ASL探究在AKI病程中肾脏T2、T2*、T2’、组织灌注的改变,并基于相关分析探究肾脏组织灌注与T2,T2*、T2’的相关性。结果表明,在AKI病程中,肾脏组织灌注显着降低;肾脏皮质与外髓外带的T2升高,且与组织灌注呈弱至中等程度的负相关(皮质r=-0.45,外髓外带r=-0.40);肾脏外髓内带的T2*与T2’降低,且与组织灌注呈中等程度至强正相关(T2*,r=0.52,T2’,r=0.63)。(2)阶跃氧刺激下肾脏T2*响应的动态测量与建模分析。通过优化序列参数与实验方案实现时间分辨率为9秒的快速BOLD-MRI以观测肾脏在阶跃氧刺激下的T2*响应,提出利用二阶线性时不变连续时间系统的阶跃响应模型对观测到的动态T2*数据建模分析,定量得到用于描述肾脏血氧系统的模型参数:振幅、时间延迟、阻尼常数和振荡周期。研究结果证明了对肾脏T2*响应建模分析的可行性。对比健康肾脏,阻尼常数在AKI肾脏的外髓外带(3.7倍)和外髓内带(10倍)大幅增加,表明其具有作为AKI诊断标记物的潜质。(3)阶跃氧刺激下肾脏面积改变的动态测量与建模分析。提出训练2D UNet肾脏分割模型应用于快速BOLD-MRI数据,探究在阶跃氧刺激下肾脏面积的动态改变,并建模分析。结果表明,10分钟持续低氧气体刺激下,肾脏面积衰减约10%;对比T2*建模结果,肾脏面积变化幅度较小且时间延迟较大,表明T2*对阶跃氧刺激较肾脏面积更为敏感。

陈坤英[3](2021)在《磁性丙纶纤维无缝针织物结构与性能关系的研究》文中进行了进一步梳理如今,随着生活节奏加快,大多数现代人处于亚健康状态,并患上肩、颈、腰、腿疼痛等慢性疾病,严重者甚至患上肩周炎。适量的外界磁场作用于人体,对人体自身的生物磁场产生作用,激活生物机体自身的磁场。通过磁场的生物效应,可使人体局部血液微循环得到改善,同时促进生物机体新陈代谢。将磁性纤维应用到服用面料中,可在一定程度上改善人体皮肤血液微循环。因此,研究不同面纱原料及其进纱比、不同组织结构对磁性无缝针织物的功能性及服用性能的影响,研制开发对人体皮肤血液微循环有一定促进作用且服用性能优良的磁性无缝针织服装,具有广阔的应用价值。本文将磁性纤维与无缝针织技术相结合,通过设计面纱原料及其进纱比:不同磁粉含量(0%、10%、50%)丙纶纱线及其与石墨烯粘胶纱线的进纱比(100:0、75:25、50:50、25:75),采用纬平针、1+1假罗纹、1+3假罗纹三种针织物组织结构,里纱原料采用锦纶/氨纶包覆丝,根据部分追加法正交试验方法,在无缝针织机上制织得到12块针织物试样。通过对12块针织物的表面磁感应强度、远红外性能、防紫外性功能性进行测试,探究不同面纱原料及其进纱比、不同组织结构对织物功能性的影响,结果表明:对织物表面磁感应强度影响最大的因素是面纱中不同磁粉含量丙纶纱线,影响较小的是面纱进纱比,影响最小的是组织结构,织物表面磁感应强度较大所对应的较优试样方案为:面纱进纱比为100:0,面纱原料为磁粉含量为50%的磁性丙纶纱线(MPF-50),组织为1+3假罗纹;对12块无缝针织物的远红外性能影响最大的因素是组织结构,影响较小的是面纱进纱比,影响最小的是面纱中不同磁粉含量丙纶纱线。对12块无缝针织物防紫外性能影响最大的因素是面纱进纱比,影响较小的是组织结构,影响最小的是面纱中不同磁粉含量丙纶纱线。为探究磁性无缝针织物作用于人体皮肤血液微循环较优测试方法,在受试者非优势手前臂内侧,避开人体皮肤表面可见的浅静脉,距离手腕不小于5cm处选取皮肤面积大小为1.5cm2左右的测试点C1,距离肘窝不小于2.5cm选取皮肤面积大小为1.5cm2左右的测试点C2。通过在测试点C1覆盖磁粉含量为10%的磁性丙纶纱线(MPF-10)平针织物,测试点C2覆盖磁粉含量为0%的普通丙纶纱线(MPF-0)平针织物,使用BVI血管显像仪测试,分别对10名健康女性成年人进行皮肤血液微循环对比实验,探究分析测试覆盖方案(试样不打孔、试样打孔不覆盖、试样打孔覆盖)、试样的宽度(6cm、8cm、10cm、12cm)、试样覆盖时间(5min、10min、15min、20min、25min)对皮肤血液微循环测试结果的影响。结果表明:试样打孔覆盖组方案、试样宽度为10cm、覆盖试样时间20min为受到外界影响较小、测试结果较符合实际情况的测试方法,并制定了相应的皮肤血液微循环测试方法。采用以上得到的较优测试方法,测试点C1依次覆盖12块无缝针织物,测试点C2覆盖MPF-0平针织物,分别对10名健康女性成年人进行皮肤血液微循环对比实验,探究不同磁粉含量丙纶纱线及其与石墨烯粘胶纱线的进纱比、不同织物组织对皮肤血液微循环的影响。结果表明在12块无缝针织物的皮肤血液微循环血流灌注量测试中,其皮肤血液微循环血流促进倍数的优劣排序为#3>#6>#9>#12>#8>#11>#10>#5>#2>#7>#4>#1,即#3磁性丙纶纤维无缝针织物对人体皮肤表面血液微循环效应促进能力相对较好,最差的是#1织物。对皮肤血液微循环血流促进倍数影响最大的因素是面纱中不同磁粉含量丙纶纱线,影响较小的是面纱进纱比,影响最小的是组织结构。血流促进倍数较大所对应的较优试样方案为:面纱进纱比为25:75,面纱原料为MPF-50,组织结构为纬平针。对12块针织物服用性能进行测试,探究不同面纱原料及其进纱比、不同组织结构对织物服用性能的影响,结果表明:对织物保暖性、接触冷暖感、悬垂性、刚柔性影响最大的是组织结构,影响较小的是面纱进纱比,影响最小的是面纱中不同磁粉含量丙纶纱线;对织物吸湿性、透湿性、抗静电性、抗起毛起球性影响最大的是面纱进纱比,影响较小的是面纱中不同磁粉含量丙纶纱线,最小的是组织结构;对织物透气性、折皱回复性影响最大的是面纱进纱比,影响较小的是组织结构,影响最小的是面纱中不同磁粉含量丙纶纱线。对12块无缝针织物的人体皮肤微循环效应与服用性能进行模糊综合评价,采用专家评分法确定权重,12块无缝针织物综合性能从优到差的排列为:#12>#7>#5>#11>#3>#9>#10>#4>#8>#6>#2>#1,织物#12综合性能相对最佳,织物#1相对最差。根据模糊综合评价方法得到的优化的织物设计方案,结合冬季用无缝针织内衣的要求、人体工学、问卷调查的统计结果,对无缝针织服装款式进行分区设计。肩部、上臂为防护缓解肩颈疼痛最为关键的的主要部位,腹部需要保暖,采用综合性能相对较好的#12方案:面纱原料及其进纱比为25%MPF-50+75%石墨烯粘胶纱线、组织为1+3假罗纹,具有良好的人体皮肤血液微循环效应、透气性、透湿性、保暖性。前臂、胸部、背部采用面纱原料及其进纱比为25%MPF-50+75%石墨烯粘胶纱线、组织为1+1假罗纹,保暖性、透湿性能和透气性能相对较为优良。研制开发了一件对人体皮肤血液微循环有一定促进作用且服用性能优良的磁性无缝针织内衣,为磁性保健纺织品应用于肩周炎等肩颈腰腿疼痛等慢性疾病的理疗,提供一定的参考依据。

张庆[4](2020)在《两种新型99mTc标记硝基咪唑类显像剂的制备及体内外乏氧靶向性研究》文中进行了进一步梳理背景与目的:乏氧是恶性肿瘤普遍存在的一个病理生理特征,乏氧可以促进肿瘤侵袭和转移,以及对放化疗等多种治疗更加耐受。肿瘤内乏氧情况的检测一直是重要的研究热点。在核医学领域,尽管开发出的用于乏氧显像的放射性药物有很多,但目前用于临床的只有18F-MISO、123I-IAZA、99mTc-HL91等少数几种,而且受化学结构和生物学特性等影响,它们作为乏氧显像剂也并非十分理想。更新的、药代动力学更优秀的、肿瘤/本底比值更高的放射性药物尚需进一步开发。近年来探测器等硬件和重建算法的改进使核素单光子显像可定量分析的时代也已到来,在不久的将来,利用SPECT/CT一体机完全可能获得分辨率高、组织结构清晰的肿瘤图像,并可能指导放疗勾划乏氧生物靶区。锝(99mTc)具有众多优点,99mTc标记的乏氧放射性药物可与PET正电子药物优势互补。本课题设计合成一种新型5-硝基咪唑-天冬氨酸酰胺衍生物,研究化合物的结构修饰和99mTc标记方法,进行元素分析验证及物理化性质质控的检测,并从分子水平、体外细胞和小鼠移植瘤模型三个层面进行肿瘤乏氧选择性研究,并与当前SPECT乏氧药物中性能优良而又未在国内进行过研究的2-硝基咪唑类代表99mTc-BRU59-21进行对比研究,为开发结构简单、便于制备、性价比高、乏氧选择性好的SPECT新型放射性药物提供依据。方法:设计合成5-硝基咪唑天冬氨酸酰胺衍生物(3-氨基-4-[2-(2-甲基-5-硝基-1H-咪唑基)-乙胺基]-4-氧代-丁酸,代号NASn)和2-硝基咪唑HMPAO衍生物(代号BRU59-21),用NMR与MS进行验证。探讨并优化了99mTc核素标记方法。用放射性TLC及HPLC对标记物进行质控并检测标记物的体内外稳定性、脂水分配系数、电荷分布、血浆蛋白结合率、异常毒性等一般性质。通过CCK-8法细胞活性检测、Western Blot及RT-PCR检测内源性乏氧标志物HIF-1α确定了A549肺腺癌细胞的最佳乏氧培养时间。通过体外细胞摄取实验、荷A549肺腺癌裸鼠体内生物分布实验,研究上述两种标记物在乏氧细胞和各组织中的聚集情况以及在正常小鼠体内的血液清除情况,比较两种标记物在瘤体积不同的荷A549肺腺癌裸鼠模型体内分布及SPECT断层显像结果的差异。最后通过肿瘤病理组织切片乏氧标志物哌莫硝唑(Pimonidazole,PIMO)和HIF-1α的免疫组化染色与相同瘤组织切片的放射自显影结果两者对比,定性、定量检测上述两种放射性标记物在肿瘤中的分布是否反映肿瘤的乏氧情况。结果:(1)两种配体化合物的NMR与MS分析显示与设计的结构一致,NASn通过两步法99mTc标记形成[99mTcN]-NASn,BRU59-21直接99mTc标记形成99mTc-BRU59-21,优化了NASn的放射性标记条件,两种标记产物放射性化学纯度均>95%。(2)[99mTcN]-NASn、99mTc-BRU59-21均为电中性化合物,其脂水分配系数logP为1.7和1.38,均为亲脂性。在室温、人血白蛋白37℃、小鼠肝匀浆中37℃三种条件下放置4h,标记物的放化纯均无明显下降。两种标记物的血浆蛋白结合率分别为68.8%和50.5%。两种标记物74MBq尾静脉注入实验小鼠并持续观察7天,小鼠全部存活且未见明显不良反应。(3)A549细胞乏氧培养不同时间的存活率比较,差异有显着性(P=0.009),以乏氧24 h组细胞存活率最高(96.30±2.79)%。正常氧和缺氧条件下将A549细胞培养不同时间(4h?48h),乏氧状态下培养4h HIF-1a蛋白表达开始增加,到24h达到峰值,48h后其表达有所降低,与常氧条件下的表达有统计学差异(峰值24h 3.69±0.37 vs 1.01±0.04,P=0.000);在12h HIF-1a mRNA表达开始明显增加,24h表达达到峰值,与常氧条件下的表达有统计学差异(3.27±0.32 vs 1.03±0.28,P=0.000)。体外细胞摄取实验表明:加入标记物后l0min,乏氧体系中A549细胞对标记物的摄取百分数随时间延长而逐渐增高,且均高于相应时相常氧体系中细胞对标记物的摄取百分数。99mTc-NASn摄取的达峰时间在60min,99mTc-BRU59-21的细胞摄取达峰时间在120min,分别为(28.51±2.36)%和(24.34±2.65%);摄取值都为常氧状态的5倍左右,差异有统计学意义(p<0.05)。(4)血液清除实验表明两种标记物99mTc-NASn、99mTc-BRU59-21在正常小鼠体内的血液清除符合二室代谢模型,消除相半衰期分别为112.47min和61.28min。荷肺腺癌A549裸鼠体内分布数据表明:进入血液后清除较慢,标记物主要经肝肠排泄,还有部分经肾脏排泄。肿瘤摄取随时间延长逐渐升高,NAsn至120min时摄取达峰值(4.57±0.29)%ID/g,瘤体/肌肉摄取比(T/M)为6.80;NAsn的肿瘤绝对摄取值优于BRU-5921,后者于60min时摄取达峰值(2.66±0.22)%ID/g,T/M为3.54。BRU-5921血液清除更快,60min前肿瘤与血液比值(T/B)都高于NASn(3.09±0.88 vs 1.87±0.67)。荷A549腺癌裸鼠SPECT/CT显像与体内分布结果大致类似,统计检验发现0.5cm和1.5cm两种瘤体积的荷A549裸鼠显像对比,同体积肿瘤两种标记物显像的瘤/本底比(T/N)有统计学意义(1.5cm-5.17土0.68 vs 2.45±0.53,0.5cm-4.53土0.55 vs 2.09土0.48,p均<0.005)。对比相同瘤组织切片HIF-1a免疫组化的结果与显像发现瘤体积越大(1.5cm vs 0.5 cm),HIF-1a表达含量越高(88.23%±4.78%vs 48.62%±3.48%),显像T/N越高(NASn 5.17土0.68 vs 4.53土0.55;BRU59-21 2.45±0.53vs 2.09土0.48),表明两种标记物在肿瘤中均有较好的乏氧选择性。(5)这两种核素标记物摄取与免疫组织化学PIMO的染色均具有显着正相关:放射自显影中的肿瘤99mTc-NASn摄取与PIMO阳性的相关性(Pearson相关系r=0.861,P=0.000);99mTc-BRU59-21摄取与PIMO阳性的关系(r=0.71,P=0.002)。99mTc-NASn和PIMO之间的相关性高于99mTc-BRU59-21和PIMO之间的相关性(χ2=8.38,P=0.001)。结论:[99mTcN]-NASn、99mTc-BRU59-21均为电中性的脂溶性化合物,几无异常毒性,且在体内外条件下稳定性好。体外细胞摄取及荷瘤动物模型SPECT显像、免疫组化及放射性自显影研究表明二者均具有较好的乏氧选择性。[99mTcN]-NASn相对较慢的血液清除模式和结构内两个乏氧还原基团可能使肿瘤摄取与滞留更佳,值得进一步开发为肿瘤乏氧显像的放射性药物。

杨珊珊[5](2020)在《光学相干层析功能成像技术及其脑中风应用研究》文中研究表明缺血性脑中风(ischemic stroke)是以脑部缺血性损伤为主要表现的脑血管疾病,具有高发病率、高致残率、高死亡率。缺血后能量供应不足,使脑组织发生缺血、缺氧甚至坏死,最终导致功能受损甚至死亡。传统脑成像方法多存在成本高、分辨率低、对人体有害等不足,而光学相干层析成像(OCT)能够实现无标记、非侵入、高灵敏度、微米级分辨率的三维成像。结合OCT和动态光散射特性分析,光学相干血流造影技术(OCTA)可实现在体、无标记的三维脑血流造影。基于OCT信号衰减特性分析,光学衰减系数可提供组织活性信息。结合可见光OCT和光谱特性分析,可提取血氧饱和度信息。综合OCT结构、血流灌注、组织活性和血氧饱和度的多参数信息,有助于深入理解脑中风缺血损伤机制,为治疗效果评估和药物筛选提供有力监测工具。基于此,本文利用OCT功能成像技术对大鼠光栓中风模型开展了多参数的时空动态研究,具体内容为:设计搭建了一套融合光栓缺血造模和OCT功能成像的光学系统,光栓造模基于532 nm激光与玫瑰红溶液的光化学反应,可实现精准定位、范围可控的中风造模;OCT模块采用1325 nm波段、光纤型的谱域OCT(SD-OCT)结构,在脑皮层高散射性生物组织中实现大穿透深度,基于光谱仪的成像可以实现稳定的相位信息,用于高灵敏度毛细血管水平的血流成像。SD-OCT的轴向分辨率7.6 μm,横向分辨率15.2 μm,成像量程2.3 mm,线扫描速度90 kHz,满足了 OCT功能成像高速采集的要求。通过融合造模与成像,实现了造模全过程的实时监控,控制不同造模实验之间的扰动。应用一种运动/光强/形态多维特征空间结合的高灵敏度OCTA血流成像技术,实现了大鼠光栓缺血模型中从急性缺血至慢性恢复的全过程长期动态监测。结果表明,缺血后前三天为急性缺血期,缺血范围逐渐增加达到最大值,且伴随着周边血管代偿效应;此后的第4到13天为慢性恢复期,血流灌注出现自发性恢复,雌鼠恢复更快。但雌雄鼠中的血流再灌注均主要集中在浅层大血管和软脑膜微血管;雌鼠深层毛细血管仅有小幅度恢复,而雄鼠深层毛细血管完全未恢复。上述结果揭示了血流灌注的时空动态演变机制,以及雌雄鼠性别差异。发展了一种光谱/角度多维样本系综的衰减系数提取方法,通过光谱分解和角度分解实现散射信号独立样本的高效采集,提高了衰减系数量化的精度,通过光栓模型研究证明了脑皮层组织中衰减系数的变化与神经细胞的类型和数量存在紧密的关联性。结果表明,中风后第三天组织损伤范围达到最大,之后逐渐恢复,但损伤区域并未完全消失。发现了衰减系数增加与星型胶质细胞增加和神经元减少具有高相关性,在缺血-半影区边界和恢复半影区,衰减系数变化与星型胶质细胞增加的相关性为92.6%,与神经元减少的相关性为91.3%。揭示了组织损伤的时空动态变化及衰减系数变化的细胞机制。基于超连续谱光源搭建了可见光OCT系统,开展了无标记OCTA-血氧成像的探索研究。系统采用500-650 nm波段的可见光,通过含氧血红蛋白(Hemoglobin oxygenation)和去氧血红蛋白(Hemoglobin)在的消光系数差异和光谱特性分析得到血氧饱和度信息。可见光OCT在血流成像基础上,可提供血氧饱和度信息,区分动静脉血管,获取脑中风后血氧代谢水平。本研究搭建的融合光栓造模和1325 nm SD-OCT功能成像的系统,可对造模过程进行实时监控和反馈。OCTA血流成像结果表明血流再灌注主要发生在大血管和软脑膜微血管,深层毛细血管再灌注水平低。光学衰减系数结果表明慢性恢复期仍存在未恢复的组织损伤,且损伤区域衰减系数增加与神经元死亡和星型胶质细胞增加密切相关。1325 nm SD-OCT系统具有较大的穿透深度,但无法提供血氧饱和度信息。可见光OCT可提取血氧饱和度信息,可区分动静脉血管,用于评估中风后血氧代谢水平。OCT及其功能成像技术的结合,为研究脑中风的机制及其药物治疗效果的客观评价提供了一种多参量的成像平台。

薛丁玮[6](2020)在《近红外二区荧光成像在泌尿系统疾病诊疗中的应用研究》文中进行了进一步梳理近红外二区(second near-infrared region,NIR-II,1000 nm~1700 nm)荧光成像相较于目前广泛应用于生物医学研究及临床应用的可见光(400 nm~700 nm)及近红外一区(first near-infrared region,NIR-I,750 nm~900 nm)成像具有更高的成像分辨率、穿透深度和信噪比,因此基于NIR-II波段的大深度成像及成像引导下的光热治疗成为近年来生物医学领域的研究热点。本研究基于近红外荧光成像技术应用于泌尿系统疾病诊疗的可行性展开了研究,研究主要分为两个部分:在第一部分的研究中,我们首先对已通过临床认证的荧光染料亚甲基蓝(methylene blue,MB)进行荧光发射光谱测定,首次发现MB除了广泛认知的NIR-I荧光信号,其在NIR-II同样存在着理想的荧光信号,在完成了对MB一系列光学表征实验后,我们首先利用体外模拟实验初步明确了MB NIR-II荧光成像相较于MB NIR-I荧光存在明显的成像优势,并在体内活体成像实验(逆行性膀胱造影、排泄性尿路造影、术中输尿管定位)中进一步验证了MB NIR-II荧光成像相较于MB NIR-I荧光成像存在明显的成像优势,并基于MB NIR-II荧光成像实现了有效的肾功能成像。本部分研究开创了MB NIR-II活体荧光成像的先河,为NIR-II荧光技术应用于临床,特别是泌尿系统疾病的诊疗提供了新的理论基础。在第二部分的研究中我们对多种NIR-II荧光探针进行筛选,发现新型半导体聚合物纳米材料L1057具有相对理想的NIR-IIb荧光效应。由于NIIR-IIb是NIR-II中相对更理想的子窗口,因此我们在完成了对L1057一系列的光学表征和生物相容性实验后对L1057应用于NIR-IIb活体成像进行了探究性实验,包括全身血管成像、无创性穿颅脑血管成像、胃肠道显影和膀胱肿瘤成像,并设置了与常规NIR-II活体成像的对比实验,验证了L1057在NIR-IIb成像窗口相较于NIR-II窗口具有更好的成像效果,并利用L1057光热效应实现了在L1057 NIR-IIb成像引导下小鼠皮下膀胱癌移植瘤的有效光热治疗。本部分研究为NIR-IIb荧光成像应用于生物医学研究及临床应用奠定了新的理论基础,同时为成像引导下的膀胱肿瘤治疗提供了新的思路。

万超杰[7](2020)在《医用微波消融有效加热区域控制方法研究》文中提出癌症的高发病率和高死亡率严重威胁人类的生命健康,微波消融逐渐成为临床中治疗癌症的主要手段。现存的技术有效消融范围小、消融圆度低,不能很好的控制有效消融区域,阻碍了微波消融技术的进一步发展,本文研究的主要目标是消融有效区域精准的控制,本文主要有以下三个贡献:1.开发了消融针为核心的消融硬件平台,提高最大消融范围和消融圆度。开发可嵌入的输出功率稳定、功率误差低、功率响应快的微波消融仪;设计了一款新型消融针,使得离体猪肝最大消融直径从常规的3厘米提高到了 6.6厘米,消融圆度从0.6提高到了 0.95左右;通过阻抗匹配优化,使得整个系统的驻波比从通常的3降低到了 1.5左右,从而使得消融效率从75%提高到了 95%。2.建立了消融过程的数学静态和动态模型。通过将上述的微波消融平台在COMSOL中进行建模模拟仿真,解决了消融边界难以界定的难题,得到消融的离散数据,进而得到拟合的连续的不同功率下的消融尺寸和消融时间的数学表达式,并且通过立体猪肝的消融实验对消融硬件平台以及数学模型进行检验。3.提出了消融区域控制算法。通过新鲜离体猪肝的消融实验对仿真消融模型进行修正,得到精确的不同功率输入下消融尺寸随着消融时间的关系式,从而进行连续定功率的开环控制;基于反射电压进行控制算法优化,提出间断性定功率控制算法和变功率控制算法;经过实验表明,基于本文开发的硬件平台和三种控制算法均可达到比较精确消融边界的控制目标。

杨雨潇[8](2019)在《低温治疗过程中基于球坐标的相变传热温度场预测算法及其验证》文中研究指明低温治疗具有微创、治疗成本低、治疗后不易复发等优点,目前在肿瘤及其他部分病症的临床治疗上得到广泛应用。低温治疗通过使病变组织细胞在低温下失去活性,从而达到治疗目的。目前关于低温治疗的学术研究对于实际手术过程的指导意义大多停留在定性分析方面,对于其温度场的变化预测,缺少简便而准确的计算方法。本文针对目前最常用的点冷源式冷刀探针,以移动热源法和球坐标为基础,提出了一种简单快速的生物组织温度场预测算法。本文的主要工作如下:(1)探讨了Pennes传热模型中代谢产热和血液灌注率的温度依赖特性及生物组织热容与导热系数与温度的关系。在一定简化的基础上,通过引入移动热源法处理相变潜热,提出了在球坐标下的生物导热微分方程。(2)基于球坐标下的生物导热微分方程,分别提出了稳态和瞬态下的预测算法。通过带入稳态边界条件,推导出稳态下含有未知参数冻结半径的生物组织温度场预测式,之后带入相变交界面处的热平衡方程最终推导出冻结半径的解析式,进而得到完整的稳态温度场预测算法。将稳态算法结果作为瞬态算法推导的终末条件,并通过建立相变边界层的热平衡关系式等获得瞬态下的预测算法。最后给出了瞬态算法中根据不同冷刀探针降温速率校正降温系数的方法。(3)通过对低温治疗的冻结过程进行了温度场的稳态数值模拟,探讨了预测算法的适用性和准确性。首先模拟了冷源在生物组织内不同深度的温度场分布情况,研究组织表面和空气的对流换热对温度场的影响程度。之后模拟了在球对称前提下的温度场分布情况,并与预测算法的预测结果进行对比分析,研究预测算法中各种简化对结果的总体影响程度。(4)进行了生物组织的离体冻结实验,通过实验获得了冻结过程中生物组织各测温点的温度随时间变化的数据,并和预测算法的稳态和瞬态预测结果进行对比,从而验证算法的准确性和可靠性。通过使罐内压力稳定在0.04MPa和0.08MPa,进行了两种降温速率的冷刀探针的冻结实验。之后将实验结果和预测结果进行对比分析,验证预测试对实际情况的预测准确程度。(5)通过程序代码编译将预测算法实现为用于计算机的窗口化软件。通过讨论软件需求,将程序功能划分为主系统、稳态预测系统和瞬态预测系统,并列出各个系统的思路流程图,随后讨论了软件实现各功能对应的预测计算的关键代码的实现途径,最后研究了软件的出错处理问题,使程序可以安全稳定运行。通过对低温治疗预测软件的编写,从根本上实现了从理论分析到实际应用的结合,为低温治疗工作者提供了一个易于使用的预测窗体软件,也为之后的软件功能完善提供了基本框架。

谭乔来[9](2019)在《高强度聚焦超声对生物媒质加热作用的研究》文中提出高强度聚焦超声(HIFU)是一种新兴的具有巨大潜力的肿瘤治疗技术,已广泛应用于肿瘤的临床治疗。因其具有无创、无毒副作用等优点,近年来受到越来越多的人关注。HIFU作为一种非侵入式治疗技术,能够在短时间内产生局部高温,使得靶区内的肿瘤组织凝固性坏死而不伤害周围正常组织,从而达到肿瘤消融的目的。在HIFU治疗前,治疗计划制定是必不可少的一个环节,可以为HIFU治疗提供指导,而数值模拟是治疗前预估HIFU治疗效果的一个重要工具,可帮助医生及时调整治疗方案。利用可靠的数值模拟精准预测病灶区的温度和热损伤是保证治疗成功的关键。本论文以有限超声波传播模型和生物传热模型为理论基础,围绕病灶区的温度和热损伤的精确预测开展了三个方面的工作:(1)考虑生物组织热传导的非傅里叶特性,研究了血管对HIFU加热的影响;(2)研究了动态组织特性对HIFU加热的影响;(3)研究了HIFU辐照多血管生物组织的温度预测。具体工作如下:第一,生物组织中热效应研究大多是采用Pennes生物传热模型,该模型是基于傅里叶热传导定律得到的,其假定生物组织是均匀的,热传播速度为无限大,然而生物组织中热传导具有非傅里叶特性。本论文将Pennes生物传热模型修正为生物传热的热波(TWMBT)模型,考虑到血管对HIFU加热的影响,提出了一种结合TWMBT模型(灌注组织)和热能量传递方程(血管)的联合物理模型,研究了脉动血流、热弛豫时间、声焦点位置、血管半径和血流速度等因素对HIFU加热中病灶区肿瘤的温度和热损伤的影响。研究结果表明:(1)热弛豫时间对温度和热损伤具有非常大的影响。热弛豫时间越大,峰值温度和病灶区肿瘤组织的热损伤越小。与TWMBT生物传热模型相比,Pennes生物传热模型高估了峰值温度和热损伤大小;(2)声焦点位置和血管半径对温度和热损伤区域有较大的影响。声焦点与血管中心的距离越大,峰值温度和病灶区肿瘤组织的热损伤越大;血管半径越大,峰值温度和病灶区肿瘤组织的热损伤越小,且热损伤对血管半径很敏感;(3)脉动血流的心跳频率和振幅因子以及血流的平均速度对温度和热损伤只有轻微的影响。第二,HIFU辐照会引起生物组织温度升高,而生物组织温度的升高又使得组织特性发生变化,进而影响生物组织中的声场和温度场,导致生物组织特性参数、声场、温度场在整个HIFU辐照过程中相互影响。针对传统的数值预测方法通常将组织特性参数设定为常数这一缺陷,提出了基于Westervelt声学传播方程和Pennes生物传热方程的声热耦合模型,考虑HIFU辐照过程中组织特性参数的变化,以预测生物组织中的温度和热损伤大小。首先,在一些研究者测量的温度依赖的生物组织特性参数实验数据的基础上,进行多项式拟合得到生物组织特性参数与温度的关系式。再次,运用拟合得到的生物组织特性参数与温度的关系式,研究了单个组织特性参数变化对HIFU加热的影响和所有动态组织特性参数对HIFU加热的联合效应。仿真结果表明:(1)声压受组织特性参数动态变化的影响不明显;(2)在所有的各个动态组织特性参数中,动态声吸收系数对焦点温度和热损伤区影响最大,而动态非线性参数、动态声速、动态比热容和动态密度的影响较小;(3)与传统方法相比,动态声吸收系数会引起焦点温度和热损伤增大;相反,动态血流灌注率会导致较低的焦点温度和较小的热损伤;(4)与传统方法相比,考虑热导率动态变化时预测的最大焦点温度要高,但两种方法预测的损伤大小却几乎相等;(5)与使用所有动态组织特性参数进行的模拟相比,传统方法低估了焦点温度和热损伤大小。第三,针对HIFU辐照多血管生物组织的温度预测问题,将多血管生物组织当作多孔介质来处理,提出利用广义双相位滞后生物传热(GDPL)模型研究HIFU辐照多血管生物组织中的传热行为,并与Pennes生物传热模型和TWMBT生物传热模型进行了对比,研究了孔隙率对HIFU加热的影响。仿真结果表明:(1)与Pennes生物传热模型和TWMBT生物传热模型相比,当孔隙率较小时,GDPL模型预测的温度和热损伤与其它两种模型吻合得较好;当孔隙率较大时,GDPL模型预测的温度和热损伤则比其他两种模型要小;(2)孔隙率越大,则组织中包含的血管越多,血管与周围组织的热对流作用越强,组织的温度越低,产生的热损伤也越小;(3)孔隙率越大,组织和血液之间的温差越大。在加热阶段,组织的温度上升的速率要比血液快;在冷却阶段,组织温度下降的速率同样比血液要快。本论文研究的结果将有助于指导医生为HIFU治疗制定更准确的临床实施方案,可进一步促进HIFU在临床上的应用。

吴丹[10](2019)在《脑功能和针灸脑图谱光声成像技术》文中指出现代脑成像技术为神经科学的进一步发展提供了坚实的可视化基础。目前基于脑功能和结构测绘影像的工具主要分为宏观尺度和微观尺度两种类型。宏观成像技术与微观成像技术探测到的脑世界信息有必要进行有效的整合。光声层析成像技术(PAT)应运而生,这种混合成像方式可以用相同的对比机制轻松地涵盖微观和宏观世界的多尺度信息。该技术已经发展成为神经科学领域最新的研究?法之?。论文中我们发展了?种无创动态光声脑功能可视化解决方案,该方案可以提供在?管尺度的视角下全脑皮层以及深层脉管系统高时间空间分辨率的功能和结构图像。该技术可以用来研究基于血流动力学的脑氧合和脑代谢两方面的功能活动,并且具有高时间分辨率及高空间分辨率等优点。既能对特定的伴随神经活动的脑功能区域进行准确、可靠的定位,又能进行长期反复的动态扫描,实时追踪脑内信号的改变。本论文从光声成像基本理论出发,从克服光的穿透深度以及透过头颅检测光声信号这两大光声脑成像的技术难题着手。设计并搭建了两套PAT脑成像系统,构建了用于脑功能成像的技术平台,开辟了光声脑功能成像应用研究的崭新领域。对新型造影剂的开发、造影剂脑部传递效应、药物响应、出血性脑卒中的监测、缺血性脑卒中的监测与治疗、针灸神经调控效应的监测等多方面应用都开展了深入的并具有创新性的研究。这些应用分别涉及到一些神经科学中需要解决的作用机理以及诊断和治疗的难题,填补了光声脑成像在这方面应用的空白。这项PAT技术,将会被?泛应用到?动物大脑生理和病理功能的研究和实践中。这项技术有希望开启光学脑功能成像新纪元,进一步推动脑科学的完善和深化。本论文主要的研究内容汇总如下:1、设计并搭建了两套光声层析成像系统,构建了用于脑功能成像的技术平台;第二套基于阵列探测器及多通道采集的PAT系统是对第一套的全面升级。2、基于大量的文献调研和统计,对国内外用于光声分子影像与微波热声分子影像的造影剂做了非常详细的综述,还讨论了目前光声与微波热声分子影像研究中存在的问题,并指出其研究的发展方向。3、开发了一种基于针灸阳陵泉—金纳米球的新型复合光声造影剂,基于活体实验验证了该复合造影剂可以提高大脑皮层脉管系统与周围组织间的成像对比度以及成像分辨率。4、开发了基于一种对比剂溶液(PEG-GNRs)和物理辅助方法(小鼠足三里穴(ST36)针灸)相互结合的增强光声脑成像对比度及深度的策略。同时也为针灸改善药物(造影剂)传递分布、提高药物疗效的机理提供新的线索。发现了针灸可以作为一种新型的光声成像的“造影剂”。5、利用PAT技术将低剂量和高剂量黄连素对小鼠的脑血流动力学影响进行了活体实验研究。证明了黄连素能够在特定的脑功能区内引起不同程度的HbT浓度增加。验证了PAT可以成为观察药物引起的脑血流动力学响应的强有力的工具,并且可为药物浓度和剂量的选择提供一定的理论依据。6、利用PAT对胶原酶诱导出血性脑卒中这种脑疾病进行了全面的评估。PAT可对小鼠的血肿病变的形态变化,包括血肿的位置、形状和大小进行长时间的可视化监测。它还可以对血肿周围区域的血流动力学变化、血肿占位效应以及血肿占位导致血肿周围区域的缺血缺氧情况做出测绘。该研究证明了PAT技术有潜力成为监测脑卒中治疗效果的有力工具,为治疗方案的制定提供重要依据。7、基于光声层析成像/激光散斑成像这种双模态成像模式对缺血性脑卒中的诊断和针灸治疗方案进行应用研究。得到针灸阳陵泉穴位治疗脑缺血时会引起血红蛋白浓度以及血流速度的相应响应,针灸可对缺血血管扩张以及再灌注这一非常有意义的结论。该项研究证明了PAT有助于监测和评估针灸对脑卒中的疗效和作用机制。重要的是,基于两种脑卒中类型的实验研究,为PAT技术可区分缺血性脑卒中和出血性脑卒中提供强有力的证据。8、开展了部分PAT脑成像的临床前可行性验证的离体以及活体研究。利用受到脑部创伤的大鼠大脑活体实验以及恒河猴脑离体实验对光声成像技术临床前的能力进行了评估,证明了光声成像技术在新生儿脑成像方面的临床应用潜力。9、首次搭建了针灸脑科学的无创PAT动态可视化技术平台。首次基于>200例的光声脑功能成像实验对针灸引起的脑血流动力学响应绘制了全面的图谱。对小鼠周身17个穴位,每个穴位引起的对应变化都做了详细的统计。针灸每个穴位引起大脑活动的10个皮层分区都可精准定位。该技术有可能会成为解释针灸密码,书写针灸字典的重要现代望诊技术。在此过程中设计并制作了专门用作PAT成像过程中实施针灸的小鼠支架。

二、血流灌注延时对活体生物组织温度动力学特性影响的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、血流灌注延时对活体生物组织温度动力学特性影响的研究(论文提纲范文)

(1)肾功能定量磁共振方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 肾功能
    1.2 磁共振成像
    1.3 定量磁共振成像
    1.4 本文研究内容和章节安排
第二章 肾功能与肾功能定量磁共振方法
    2.1 引言
    2.2 肾脏生理
        2.2.1 肾脏的解剖结构
        2.2.2 肾单位
        2.2.3 肾脏的血液循环
        2.2.4 肾脏组织的氧合水平
    2.3 急性肾损伤(AKI)
        2.3.1 AKI的流行病学研究
        2.3.2 急性肾小管损伤引起AKI的发病机制
        2.3.3 AKI的临床诊断标准
    2.4 肾功能定量磁共振方法
        2.4.1 T_2定量技术(T_2 mapping)
        2.4.2 血氧水平依赖磁共振成像技术(BOLD-MRI)
        2.4.3 动脉自旋标记(ASL)
    2.5 本章小结
第三章 T_2 mapping、BOLD-MRI以及ASL在大鼠AKI模型中的联合分析
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 实验设计
        3.2.2 大鼠AKI模型制备
        3.2.3 MRI扫描
        3.2.4 数据处理与统计分析
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 肾脏T_2,T_2~*,T_2'以及组织灌注的改变
        3.3.2 肾脏组织灌注与T_2,T_2~*,T_2'的相关性
    3.4 本章讨论
    3.5 本章小结
第四章 阶跃氧刺激下肾脏T_2~*响应的动态测量与建模分析
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 实验动物与实验动物准备
        4.2.2 体模实验
        4.2.3 MRI扫描
        4.2.4 阶跃氧刺激
        4.2.5 T_2~*定量
        4.2.6 动态T_2~*时间序列的建模分析
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 体模实验结果
        4.3.2 肾脏动态T_2~*时间序列
        4.3.3 肾脏动态T_2~*时间序列的建模分析
    4.4 本章讨论
    4.5 本章小结
第五章 阶跃氧刺激下肾脏面积改变的动态测量与建模分析
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 实验数据
        5.2.2 肾脏分割模型
        5.2.3 肾脏动态面积与动态T_2~*时间序列的建模分析
        5.2.4 统计分析
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 肾脏分割模型评估
        5.3.2 阶跃氧刺激下肾脏面积的动态改变
        5.3.3 肾脏动态面积与动态T_2~*时间序列的建模分析
        5.3.4 肾脏面积与T_2~*改变的相关性
    5.4 本章讨论
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
攻读学位期间成果
致谢

(2)肾功能定量磁共振方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 肾功能
    1.2 磁共振成像
    1.3 定量磁共振成像
    1.4 本文研究内容和章节安排
第二章 肾功能与肾功能定量磁共振方法
    2.1 引言
    2.2 肾脏生理
        2.2.1 肾脏的解剖结构
        2.2.2 肾单位
        2.2.3 肾脏的血液循环
        2.2.4 肾脏组织的氧合水平
    2.3 急性肾损伤(AKI)
        2.3.1 AKI的流行病学研究
        2.3.2 急性肾小管损伤引起AKI的发病机制
        2.3.3 AKI的临床诊断标准
    2.4 肾功能定量磁共振方法
        2.4.1 T_2定量技术(T_2 mapping)
        2.4.2 血氧水平依赖磁共振成像技术(BOLD-MRI)
        2.4.3 动脉自旋标记(ASL)
    2.5 本章小结
第三章 T_2 mapping、BOLD-MRI以及ASL在大鼠AKI模型中的联合分析
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 实验设计
        3.2.2 大鼠AKI模型制备
        3.2.3 MRI扫描
        3.2.4 数据处理与统计分析
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 肾脏T_2,T_2~*,T_2'以及组织灌注的改变
        3.3.2 肾脏组织灌注与T_2,T_2~*,T_2'的相关性
    3.4 本章讨论
    3.5 本章小结
第四章 阶跃氧刺激下肾脏T_2~*响应的动态测量与建模分析
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 实验动物与实验动物准备
        4.2.2 体模实验
        4.2.3 MRI扫描
        4.2.4 阶跃氧刺激
        4.2.5 T_2~*定量
        4.2.6 动态T_2~*时间序列的建模分析
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 体模实验结果
        4.3.2 肾脏动态T_2~*时间序列
        4.3.3 肾脏动态T_2~*时间序列的建模分析
    4.4 本章讨论
    4.5 本章小结
第五章 阶跃氧刺激下肾脏面积改变的动态测量与建模分析
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 实验数据
        5.2.2 肾脏分割模型
        5.2.3 肾脏动态面积与动态T_2~*时间序列的建模分析
        5.2.4 统计分析
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 肾脏分割模型评估
        5.3.2 阶跃氧刺激下肾脏面积的动态改变
        5.3.3 肾脏动态面积与动态T_2~*时间序列的建模分析
        5.3.4 肾脏面积与T_2~*改变的相关性
    5.4 本章讨论
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
攻读学位期间成果
致谢

(3)磁性丙纶纤维无缝针织物结构与性能关系的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 选题背景
        1.1.1 地磁及“磁饥饿”症
        1.1.2 磁场的生物效应及微循环血流灌注量
        1.1.3 磁场在医疗上的应用
    1.2 医疗保健纺织品的研究现状
        1.2.1 功能纺织品的国内外研究进展
        1.2.2 磁性纤维
        1.2.3 磁性织物
    1.3 无缝针织物技术的发展
    1.4 课题的研究意义及主要研究内容
        1.4.1 课题研究目的及意义
        1.4.2 课题研究的创新点
        1.4.3 课题研究的难点
        1.4.4 本课题研究的主要内容
第2章 磁性丙纶纤维的性能研究及其无缝针织物试样方案的建立
    2.1 纱线的性能研究
        2.1.1 纱线的选择
        2.1.2 纤维的外观形态测试
        2.1.3 纱线的拉伸断裂性测试
        2.1.4 纱线的吸湿性测试
    2.2 无缝针织物试样方案的建立
        2.2.1 纱线方案的确定
        2.2.2 组织结构的确定
        2.2.3 织物面纱进纱比的确定
        2.2.4 试样方案的建立
        2.2.5 织物试样的基本规格
    2.3 本章小结
第3章 磁性丙纶纤维无缝针织物的功能性研究
    3.1 织物的表面磁感应强度研究
        3.1.1 织物充磁
        3.1.2 织物的表面磁感应强度测试原理
        3.1.3 织物的表面磁感应强度测试
        3.1.4 织物的磁性耐洗涤性测试
    3.2 织物的远红外性能研究
        3.2.1 远红外发射率测试
        3.2.2 远红外发射率实验结果分析
        3.2.3 远红外温升测试
        3.2.4 远红外温升实验结果分析
        3.2.5 远红外性能测试实验结果分析
    3.3 织物对皮肤血液微循环影响的研究
        3.3.1 皮肤血液微循环血流灌注量测试方法的研究
        3.3.2 皮肤血液微循环测试方法的制定
        3.3.3 织物对皮肤血液微循环影响的研究
        3.3.4 实验结果分析
    3.4 织物的防紫外性研究
        3.4.1 防紫外性测试
        3.4.2 实验结果分析
    3.5 本章小结
第4章 磁性丙纶纤维无缝针织物的服用性能研究
    4.1 织物的舒适性能研究
        4.1.1 织物的保暖性研究
        4.1.2 织物的吸湿性研究
        4.1.3 织物的透湿性研究
        4.1.4 织物的透气性研究
        4.1.5 织物的接触冷暖感研究
        4.1.6 织物的抗静电性研究
    4.2 织物的外观性能研究
        4.2.1 织物的折皱回复性研究
        4.2.2 织物的悬垂性研究
        4.2.3 织物的刚柔性研究
        4.2.4 织物的抗起毛起球性研究
    4.3 本章小结
第5章 磁性丙纶纤维无缝针织物性能综合评判
    5.1 模糊综合评判的基本步骤
    5.2 磁性丙纶纤维无缝针织物性能的综合评判
    5.3 本章小结
第6章 磁性无缝针织产品的设计开发
    6.1 冬季用磁性无缝针织内衣的问卷调查
        6.1.1 问卷调查内容及对象
        6.1.2 问卷调查数据统计与分析
    6.2 冬季用磁性无缝针织内衣的设计思路
    6.3 冬季用磁性无缝针织内衣的设计流程
        6.3.1 原料的选择
        6.3.2 款式和组织设计
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 不足与展望
参考文献
致谢
作者简历

(4)两种新型99mTc标记硝基咪唑类显像剂的制备及体内外乏氧靶向性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
中英文缩略词表
引言
第1章 两种配体的合成、鉴定、~(99m)Tc标记及质控
    1.1 前言
    1.2 材料与方法
        1.2.1 实验试剂
        1.2.2 实验仪器
        1.2.3 实验方法
    1.3 结果
        1.3.1 配体化合物质控
        1.3.2 ~(99m)Tc-配合物的质控
    1.4 讨论
第2章 标记物物理化性质表征
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试剂与材料
        2.1.2 主要仪器
        2.1.3 实验方法
    2.2 结果
        2.2.1 标记物的体外稳定性
        2.2.2 ~(99m)Tc-NASn和~(99m)Tc-BRU59-21 的脂水分配系数lgP测定
        2.2.3 ~(99m)Tc-NASn和~(99m)Tc-BRU59-21 的电荷测定
        2.2.4 ~(99m)Tc-NASn和~(99m)Tc-BRU59-21 的血浆蛋白结合率测定
        2.2.5 标记物的异常毒性检测
    2.3 讨论
第3章 确定A549 细胞的最佳缺氧时间及细胞摄取实验
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 试剂与仪器
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果
        3.3.1 乏氧培养不同时间对A549 细胞活性的影响
        3.3.2 WB检测结果
        3.3.3 RT-PCR mRNA检测结果
        3.3.4 细胞摄取标记物的结果
    3.4 讨论
第4章 标记配合物的小鼠生物分布及肿瘤乏氧显像
    4.1 材料与方法
        4.1.1 试剂与仪器
        4.1.2 方法
    4.2 结果
        4.2.1 小鼠标记物药代动力学参数
        4.2.2 生物分布结果
        4.2.3 荷瘤裸鼠SPECT显像结果
        4.2.4 放射自显影与免疫组化结果
    4.3 讨论
结论和展望
    结论
    创新点
    不足
    展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果及荣誉
综述
    参考文献

(5)光学相干层析功能成像技术及其脑中风应用研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
缩写清单
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 现有脑成像技术
    1.3 OCT成像技术
    1.4 论文的总体结构和主要创新点
2 融合光栓造模和OCT功能成像的系统研制
    2.1 融合光栓造模和OCT功能成像的系统搭建
    2.2 OCT功能成像系统性能参数
    2.3 融合光栓造模和OCT功能成像的系统测试
    2.4 本章小结
3 OCTA血流造影技术及脑中风血流灌注评估
    3.1 OCTA血流造影技术
    3.2 动物处理及数据采集方案
    3.3 脑中风血流灌注评估结果
    3.4 本章讨论
    3.5 本章小结
4 光学衰减系数及脑中风组织损伤评估
    4.1 光学衰减系数算法
    4.2 动物分组及组织学处理
    4.3 脑中风组织损伤评估结果
    4.4 本章讨论
    4.5 本章小结
5 可见光OCT及血氧饱和度算法探索
    5.1 可见光OCT系统搭建
    5.2 血氧饱和度算法
    5.3 本章讨论
    5.4 本章小结
6 总结与展望
参考文献
作者简介

(6)近红外二区荧光成像在泌尿系统疾病诊疗中的应用研究(论文提纲范文)

致谢
中文摘要
Abstract
英汉缩略语名词对照
1 绪论
    1.1 泌尿系统常规成像方法
    1.2 生物成像与NIR-II荧光成像
    1.3 光热治疗
    1.4 本论文章节安排
2 基于临床可用的亚甲基蓝NIR-Ⅱ荧光成像用于泌尿系统结构及功能成像的研究
    2.1 引文
    2.2 材料与器材
    2.3 实验方法
    2.4 实验结果
    2.5 本章小结
3 新型纳米材料L1057 用于NIR-Ⅱb活体成像及成像引导下膀胱肿瘤光热治疗的研究
    3.1 引文
    3.2 材料与器材
    3.3 实验方法
    3.4 实验结果
    3.5 本章小结
4.总结与展望
    4.1 总结
    4.2 创新点
    4.3 不足与展望
参考文献
综述 用于肿瘤成像以及手术的近红外二区分子染料
    参考文献
作者简历及科研成果

(7)医用微波消融有效加热区域控制方法研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 微波消融仪
        1.2.2 微波消融针
        1.2.3 生物传热模型
        1.2.4 控制方法
    1.3 本文的主要内容
2 微波消融硬件系统开发
    2.1 微波消融仪的设计
        2.1.1 微波消融仪软硬件开发
        2.1.2 消融针水冷系统
    2.2 微波消融针的优化设计
        2.2.1 微波热效应机理
        2.2.2 消融针设计要求
        2.2.3 消融针的设计方法
        2.2.4 多发射窗口天线优化设计
    2.3 硬件系统优化
        2.3.1 阻抗匹配
        2.3.2 硬件系统安全
    2.4 本章小结
3 系统建模与实验验证
    3.1 微波消融仿真实验
    3.2 系统建模
        3.2.1 静态方程的建立
        3.2.2 动态方程的建立
    3.3 离体猪肝实验验证
        3.3.1 消融针验证
        3.3.2 阻抗匹配验证
        3.3.3 系统模型验证
    3.4 本章小结
4 微波消融有效热区的控制算法研究
    4.1 热区控制影响因素
        4.1.1 不同频率对热区的影响
        4.1.2 不同功率对热区的影响
        4.1.3 不同时间对热区的影响
    4.2 有效消融区域的开环控制
    4.3 基于反射电压的反馈控制
        4.3.1 间断式定功率消融
        4.3.2 变功率消融
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
硕士学位期间取得的科研成果

(8)低温治疗过程中基于球坐标的相变传热温度场预测算法及其验证(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号说明
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 低温治疗概述
        1.2.1 低温治疗原理
        1.2.2 低温治疗设备
        1.2.3 低温治疗影响因素
    1.3 低温治疗发展及研究现状
    1.4 课题研究的目的与意义
    1.5 课题研究内容
2 预测算法推导
    2.1 低温治疗数学模型
        2.1.1 生物传热经典模型
        2.1.2 球坐标下导热微分方程
    2.2 稳态问题预测算法
    2.3 瞬态问题预测算法
    2.4 本章小结
3 低温治疗数值模拟验证
    3.1 数值模拟原理
        3.1.1 质量守恒方程
        3.1.2 动量守恒方程
        3.1.3 能量守恒方程
        3.1.4 CFD数值模拟简介
    3.2 模拟模型
        3.2.1 物理模型
        3.2.2 物性设置
        3.2.3 边界条件设置
        3.2.4 模型验证
    3.3 模拟结果及讨论
        3.3.1 冷源深度对温度场影响
        3.3.2 模拟与预测结果对比
    3.4 本章小结
4 低温治疗实验验证
    4.1 实验设备
    4.2 实验方案
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 表压 0.04MPa下实验结果
        4.3.2 表压 0.08MPa下实验结果
        4.3.3 误差分析
    4.4 活体实验结果对比
    4.5 本章小结
5 预测算法软件设计
    5.1 软件开发简介
        5.1.1 软件开发流程
        5.1.2 软件开发工具
    5.2 设计思路及流程
        5.1.1 软件需求分析
        5.1.2 软件界面
        5.1.3 软件运作流程
    5.3 软件的计算原理
        5.3.1 稳态计算实现原理
        5.3.2 瞬态计算实现原理
        5.3.3 速率校正实现原理
    5.4 软件的出错处理
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
    A. 作者在攻读硕士学位期间所发表的文章目录:
    B. 学位论文数据集:
致谢

(9)高强度聚焦超声对生物媒质加热作用的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 聚焦超声技术的发展
    1.2 聚焦超声治疗机制
    1.3 HIFU治疗温度监测
    1.4 HIFU热消融的数值模拟
    1.5 本论文的结构安排
    参考文献
第二章 声场与温度场基本理论
    2.1 声学传播方程
        2.1.1 瑞利积分
        2.1.2 Westervelt方程
        2.1.3 KZK方程
    2.2 生物传热方程
    2.3 本章小结
    参考文献
第三章 血管对HIFU加热的影响
    3.1 引言
    3.2 理论模型
        3.2.1 超声波传播的声学模型
        3.2.2 组织加热的热能模型
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 热驰豫时间
        3.3.2 脉动血流
        3.3.3 超声焦点与血管中心轴之间的距离
        3.3.4 血管半径
        3.3.5 血流速度
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 动态组织特性对HIFU加热的影响
    4.1 引言
    4.2 声热耦合模型
        4.2.1 声传播方程
        4.2.2 生物传热方程
        4.2.3 动态组织特性参数
        4.2.4 声热耦合计算方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 动态声吸收系数
        4.3.2 动态非线性参数
        4.3.3 动态声速,比热容,热导率和密度
        4.3.4 动态血流灌注率
        4.3.5 考虑所有动态组织特性参数
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 HIFU辐照多血管生物组织的温度预测
    5.1 引言
    5.2 理论模型
        5.2.1 超声波传播的声学模型
        5.2.2 广义双相位滞后模型
    5.3 数值计算方法
    5.4 结果与讨论
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
攻读博士学位期间完成的论文和参与的研究项目
致谢

(10)脑功能和针灸脑图谱光声成像技术(论文提纲范文)

摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 脑功能检测技术发展概况及现状
    1.2 脑功能光声层析成像技术发展概况及现状
        1.2.1 光声层析成像技术简介
        1.2.2 脑功能光声层析成像技术发展概况及研究现状简介
        1.2.3 多尺度光声脑成像简介
        1.2.4 活动和静息状态下的功能性光声脑成像研究简介
    1.3 光声层析成像技术在针灸神经调控中研究价值
    1.4 本论文研究意义和创新点及主要内容
第二章 光声成像技术理论基础与系统搭建
    2.1 引言
    2.2 光声效应
        2.2.1 经验描述
        2.2.2 严格理论描述
    2.3 光声成像图像重建算法
        2.3.1 一维深度信息和B扫描图像重建算法
        2.3.2 延迟叠加图像重建算法
        2.3.3 非线性迭代重建算法
    2.4 光声层析成像实验系统简介
        2.4.1 基于单元超声换能器的环形扫描光声层析成像系统
        2.4.2 基于阵列超声换能器的光声层析成像系统
        2.4.3 激光源
        2.4.4 半环形阵列超声换能器
        2.4.5 控制电路与数据采集模块
    2.5 光声层析成像性能影响因素
        2.5.1 图像空间分辨率的影响因素
        2.5.2 成像深度的影响因素
    2.6 本章小结
第三章 基于造影剂的光声分子影像实验研究
    3.1 引言
    3.2 用于光声与微波热声成像的造影剂综述
        3.2.1 光声分子影像造影剂
        3.2.2 多模态影像中的复合材料应用
        3.2.3 光声造影剂在诊疗一体化中的应用
        3.2.4 微波热声分子影像造影剂
    3.3 基于金纳米颗粒的仿体和离体实验研究
    3.4 本章小结
第四章 针灸阳陵泉辅助金纳米球对大脑光声对比度的增强作用
    4.1 引言
    4.2 材料和方法
        4.2.1 实验动物
        4.2.2 实验系统
        4.2.3 造影剂:金纳米球型颗粒
        4.2.4 针灸穴位选取
        4.2.5 实验操作
        4.2.6 统计分析方法
    4.3 基于针灸辅助造影剂的方法对小鼠大脑进行光声成像的实验研究
        4.3.1 对照组实验结果
        4.3.2 针灸组实验结果
        4.3.3 复合组实验结果
        4.3.4 统计结果分析
    4.4 本章小结
第五章 基于足三里针灸和金纳米棒的新型复合光声造影剂
    5.1 引言
    5.2 材料和方法
        5.2.1 实验动物
        5.2.2 实验系统
        5.2.3 金纳米棒颗粒
        5.2.4 针灸穴位选取
        5.2.5 实验操作
        5.2.6 统计分析
    5.3 结果及讨论
        5.3.1 金纳米棒注射对光声脑成像的影响
        5.3.2 针灸足三里穴位对光声脑成像的影响
        5.3.3 复合外部刺激对光声脑成像的影响
        5.3.4 统计结果分析
    5.4 本章小结
第六章 PAT监测黄连素对脑血流动力学影响的实验研究
    6.1 引言
    6.2 研究内容简介
    6.3 实验方法
        6.3.1 实验动物以及实验操作方法
        6.3.2 黄连素的制备和给药法
        6.3.3 PAT实验系统简介
        6.3.4 脑功能分区模板以及图像处理
        6.3.5 统计分析方法
    6.4 结果与讨论
    6.5 本章小结
第七章 光声层析成像技术监测出血性脑卒中的实验研究
    7.1 引言
    7.2 研究背景
    7.3 实验方法
        7.3.1 实验动物
        7.3.2 脑出血模型造模方法
        7.3.3 实验系统
        7.3.4 多光谱重建算法
        7.3.5 出血面积计算方法
        7.3.6 统计分析方法
    7.4 实验结果
        7.4.1 基于750nm波长的出血性脑卒中实验研究
        7.4.2 基于多波长的出血性脑卒中实验研究
        7.4.3 基于双波长的定量光声成像实验研究
        7.4.4 统计结果分析
    7.5 本章小结
第八章 PAT及 LSI双模态技术监测针灸治疗缺血性脑卒中
    8.1 引言
    8.2 实验方法
        8.2.1 实验动物造模方法以及操作方法
        8.2.2 PAT/LSI双模态实验系统简介
        8.2.3 穴位选取
    8.3 针灸治疗缺血性脑卒中的实验结果
    8.4 本章小结
第九章 光声脑功能成像技术临床前可行性实验研究
    9.1 引言
    9.2 项目提出的背景
    9.3 实验方法
        9.3.1 实验动物
        9.3.2 实验系统
    9.4 大鼠脑出血PAT成像实验结果
        9.4.1 案例1
        9.4.2 案例2
        9.4.3 案例3
        9.4.4 案例4
    9.5 基于恒河猴头盖骨的PAT离体成像实验
    9.6 PAT在新生儿脑功能成像方面的可行性应用调研
    9.7 本章小结
第十章 活体大脑皮层针灸光声脑图谱
    10.1 引言
    10.2 实验方法
        10.2.1 实验动物以及操作方法
        10.2.2 实验系统简介
        10.2.3 穴位选取以及模板绘制
    10.3 结果分析
    10.4 本章小结
第十一章 结论和展望
    11.1 本论文研究总结
    11.2 展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果

四、血流灌注延时对活体生物组织温度动力学特性影响的研究(论文参考文献)

  • [1]肾功能定量磁共振方法研究[D]. 赵凯旋. 南方医科大学, 2021(02)
  • [2]肾功能定量磁共振方法研究[D]. 赵凯旋. 南方医科大学, 2021
  • [3]磁性丙纶纤维无缝针织物结构与性能关系的研究[D]. 陈坤英. 浙江理工大学, 2021
  • [4]两种新型99mTc标记硝基咪唑类显像剂的制备及体内外乏氧靶向性研究[D]. 张庆. 南昌大学, 2020(08)
  • [5]光学相干层析功能成像技术及其脑中风应用研究[D]. 杨珊珊. 浙江大学, 2020(02)
  • [6]近红外二区荧光成像在泌尿系统疾病诊疗中的应用研究[D]. 薛丁玮. 浙江大学, 2020(01)
  • [7]医用微波消融有效加热区域控制方法研究[D]. 万超杰. 浙江大学, 2020(02)
  • [8]低温治疗过程中基于球坐标的相变传热温度场预测算法及其验证[D]. 杨雨潇. 重庆大学, 2019(01)
  • [9]高强度聚焦超声对生物媒质加热作用的研究[D]. 谭乔来. 湖南师范大学, 2019(01)
  • [10]脑功能和针灸脑图谱光声成像技术[D]. 吴丹. 电子科技大学, 2019(01)

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血液灌注延迟对活体生物组织热力学特性影响的研究
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