【摘 要】
:
生物组织的弹性与疾病发生和发展过程密切相关,近年来,基于超声、磁共振和光学成像的生物组织弹性测量受到了广泛关注。激光散斑衬比成像(Laser Speckle Contrast Imaging,LSCI)具有非接触式宽场成像等优点,且运动检测灵敏度高,为生物组织定量弹性成像提供了新的途径。然而,由于LSCI成像深度浅、成像速度较慢,以往研究中通过透射式LSCI结构探测样本内部剪切波的传播速度来测量弹
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目(61890951,61775071); 国家重点研发计划课题(2017YFB1002503); 武汉光电国家实验室创新基金;
论文部分内容阅读
生物组织的弹性与疾病发生和发展过程密切相关,近年来,基于超声、磁共振和光学成像的生物组织弹性测量受到了广泛关注。激光散斑衬比成像(Laser Speckle Contrast Imaging,LSCI)具有非接触式宽场成像等优点,且运动检测灵敏度高,为生物组织定量弹性成像提供了新的途径。然而,由于LSCI成像深度浅、成像速度较慢,以往研究中通过透射式LSCI结构探测样本内部剪切波的传播速度来测量弹性,且需使用激励与采集同步的方法来提高成像的等效帧率。透射式测量结构的实际应用范围有限,同步采集模式会导致系统复杂。更为重要的是,忽略生物组织粘性会造成弹性测量不准确。本文针对上述问题提出了解决方法,建立了反射式激光散斑衬比粘弹性成像方法和系统,实现了低帧率LSCI对生物组织弹性和粘性的同时定量成像。主要的创新结果包括:(1)建立了基于LSCI的瑞利波弹性测量方法与系统。针对透射式LSCI方法无法测量大厚度、强散射样本的弹性,不方便实际应用的问题,提出了使用反射式LSCI探测样本表面传播的瑞利波来检测组织弹性的思路。经实验验证,简谐激励和脉冲激励下测量得到的琼脂糖仿体上瑞利波传播速度一致,相关系数为0.998。瑞利波传播速度与琼脂糖浓度成线性关系,相关系数为0.994。表明提出的方法能够准确测量仿体的弹性。(2)提出了基于混叠效应的激光散斑弹性成像方法。针对弹性成像中对相机采样帧率要求高、需要复杂的同步采集系统等问题,提出了通过低采样帧率探测下的混叠波来重建实际瑞利波传播速度的方法,实现了以仅10帧/秒的帧率即可对生物组织进行定量弹性成像。通过琼脂糖仿体和离体生物组织实验进行了方法验证,与传统的流变仪方法和“延时采样”方法所测的弹性相比,相关系数分别为0.999和0.998。当直线拟合过程滑动计算窗取1.95 mm时,弹性成像的对比度噪声比和空间分辨率分别为3.71和1.53 mm。(3)提出了基于瑞利波频散的激光散斑粘弹性同时成像方法。针对生物组织粘性影响会造成弹性测量不准确,还需测量组织粘性的问题,提出了通过LSCI获取瑞利波传播速度的频散曲线实现粘弹性同时测量的方法。通过油-明胶仿体和离体生物组织实验进行了方法验证,首次实现了基于LSCI的生物组织弹性和粘性同时成像,与传统流变仪所测量的仿体剪切弹性模量和剪切粘性模量相比,相关系数分别为0.844和0.979。
其他文献
控制水体中磷的浓度是防控淡水水体富营养化的有效办法。我国水体中的磷主要来源于农业源,因此关注农田生态系统中的磷流失格外重要。秸秆含磷量丰富,同时秸秆还田作为一项常规农艺措施,为磷素进入水体提供了可能。水稻作为我国主要的粮食作物,其特殊的水分管理使得磷存在更大的流失风险。目前稻田秸秆还田对受纳水体的影响,及稻田土壤中磷的变化的研究还不全面。为探究秸秆还田后,磷在土壤及水体中的形态组成和分配状况,本研
硼(B)是高等植物生长发育所必需的微量营养元素。缺硼会造成许多生理和形态上的症状,其中缺硼响应最快的反应之一是主根的生长受到抑制。课题组前期的研究表明缺硼时植物体内多种植物激素的含量均发生了改变,缺硼会严重抑制根的生长,但缺硼为何会抑制植物根生长的分子机制仍不清楚。油菜素甾醇(Brassinosteroid,BR)是一类植物激素,在植物的生长发育过程、生物胁迫和非生物胁迫中均发挥着重要的作用。TC
新时代青年人的志气、骨气以及底气来源于中华五千年的优秀传统文化,奠基于一百年来中国共产党奋斗历程的经验总结,具有丰富的内涵与具体的要求。培育新时代青年人的志气、骨气、底气,使广大青年不负时代、韶华以及党和人民的诚挚期望。
猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)属于一种高发病率、高传染性的免疫抑制性疾病。PRRS感染影响猪的生长,造成发育迟缓。感染PRRS的猪有很多临床表现,如呈现呼吸困难、哮喘、共济失调、四肢瘫痪等。生长猪、育肥猪感染后,临床症状表现较轻;而仔猪、母猪感染后,临床表现较严重。目前,大多研究集中于PRRSV对呼吸系统以
赣南是我国最大的脐橙产区。近年来,由于不合理施肥与管理模式,土壤养分缺乏,酸化板结严重。植物长势不佳,抗病能力下降,容易遭受病虫害的侵染。其中,黄龙病(Huanglongbing,HLB)爆发严重,是柑橘的毁灭性病害之一,威胁着赣南脐橙产业的发展。采用营养调控取代化学试剂方法十分有意义,有助于果园的可持续发展。在本研究中,通过矿质元素营养调控,明确了赣南脐橙的产量品质、养分含量变化,及其对黄龙病发
铜是构成生命体必需的微量元素。在畜牧业中,铜主要作为饲料添加剂,进入环境;在水产养殖中,铜随消毒、杀虫剂的使用,进入水体。在这一养殖环境下,鱼类可从食物、环境中摄取足量的铜,并在肝脏中富集。然而,过高的环境铜浓度会胁迫正常的生理代谢功能,胁迫水产动物的生长,对水产养殖产生不利的影响。此外,在养殖中,为了缓解细菌、真菌对水产动物的危害,常常使用抗生素。然而,抗生素难以被降解、易于随水流扩散等特性,导
昆虫先天免疫系统能对侵入虫体的各种病原进行识别并快速做出免疫响应,昆虫免疫信号通路主要包括Imd信号通路和Toll信号通路,此外高效免疫系统需要多种调控因子进行协调达到免疫平衡。昆虫肠道微生物对宿主具有多重功能,有利于宿主生长发育、抵抗病原菌等。本研究以重要园艺害虫橘小实蝇Bactrocera dorsalis为研究对象,通过数据库生物信息分析发现POU/OCT家族的BdNub基因存在两种转录异构
天然产物因具有生物相容性好、环境友好性和资源丰富等优点备受关注,以具有良好活性的天然产物探究绿色高效新型农药成为热点研究领域。本文以含有活泼酚羟基的天然产物通过引入活性基团氨基甲酸酯结构以期获得具有良好抑菌活性的化合物。具体探究内容如下:1、选取含有酚羟基的天然产物白杨素、厚朴酚和7-羟基香豆素作为先导化合物通过异氰酸酯法引入氨基甲酸酯结构,合成了19种含有氨基甲酸酯结构的衍生物(1a-1g,2a
绵羊产羔数是育种的重要性状,它是提高产能和效益的关键指标。产羔数是微效多基因控制的复合数量性状,传统育种方法难以对产羔数实现高效的定向选育提高。本研究采用全基因组—基因通路—单基因的研究路线,通过全基因组选择信号检测挖掘绵羊产羔数候选基因,旨在解析绵羊多羔性状形成的分子遗传机理。以期为绵羊产羔数的高效选育提供候选基因或遗传标记,有助于绵羊产羔数的精准选育提高,对于绵羊产业的高效发展具有重要意义。本