基于X射線相襯CT的肝纖維化和肝血管瘤顯微成像研究.pdf

1、X射線相位襯度成像（phase-contrastimaging，PCI），簡稱相襯成像，它是近年發(fā)展起來的一種具有高襯度和高空間分辨率的新成像技術(shù)。與傳統(tǒng)的吸收成像原理不同，PCI是通過記錄X射線穿透物體后相移信息的變化來成像。理論上，X射線穿透物體時其相位項的改變要比吸收相的改變大1000倍以上。因此，PCI能夠滿足生物軟組織顯微成像條件，獲得生物軟組織的豐富內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)細節(jié)。相襯CT是在相襯成像與CT技術(shù)基礎(chǔ)發(fā)展起來的基于相位信息的

2、斷層成像技術(shù)。相襯CT在相襯成像高分辨率基礎(chǔ)上實現(xiàn)了三維成像，開拓了影像技術(shù)的新領(lǐng)域。本文利用肝臟樣品進行成像，旨在探索PCI在肝纖維化疾病無創(chuàng)診斷與肝血管瘤顯微成像中的應(yīng)用特點，推動相襯成像技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)和臨床中的應(yīng)用發(fā)展。
　　 本文分別利用衍射增強成像（diffractionenhancedimaging，DEI）和類同軸相襯成像（in-linephase-contrastimaging，ILPCI）技術(shù)，獲得了大鼠肝纖維

3、化模型和人體肝血管瘤模型的相襯CT圖像，并重建了相應(yīng)樣品的顯微三維結(jié)構(gòu)，研究了肝纖維化微血管與人體血管瘤樣品的結(jié)構(gòu)和病理圖像特征，主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)利用大鼠肝纖維化樣品在北京同步輻射裝置和日本光子工廠進行DEI-CT實驗。首先，通過DEI投影圖像與傳統(tǒng)吸收圖像的對比，證實了DEI比傳統(tǒng)的吸收成像具有更高的空間分辨率與襯度分辨率，可見的最小血管直徑在幾十微米左右;其次，通過DEI-CT圖像和樣品組織切片的對比，證實了

4、DEI-CT的精確性和敏感性;最后，結(jié)合DEI-CT重建和三維可視化技術(shù)觀察肝纖維化血管的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，并對不同病變程度的肝纖維化血管進行定性和定量分析比較研究。研究結(jié)果表明，利用血管走向、血管分叉角、主干血管扭曲變形和血管內(nèi)壁紋理特征等參數(shù)的定性和定量分析，能夠很好地顯示出不同級別肝纖維化的差別。
　　 (2)利用人體肝血管瘤模型樣品在上海光源進行ILPCI-CT實驗。首先，利用三種病變程度的肝血管瘤進行成像，獲得了相應(yīng)肝血管

5、瘤樣品的精確三維圖像;其次，通過肝血管瘤的CT圖像與相應(yīng)的病理切片圖像的對照，分析了肝血竇的結(jié)構(gòu)和形態(tài)特點;最后，重建了肝血管瘤樣品中的肝血竇結(jié)構(gòu)，并測量了肝血竇的直徑、表面積、體積等多個形態(tài)特征參數(shù)，分析了肝血竇的形態(tài)結(jié)構(gòu)在血液循環(huán)和物質(zhì)交換中的重要作用。研究結(jié)果表明，ILPCI-CT技術(shù)可以清晰地觀察到瘤體內(nèi)異常擴張的肝血竇;CT圖像與相應(yīng)的病理切片圖像所反映出來的圖像特征具有一致性;肝血管瘤病變程度越嚴重，肝血竇擴張越嚴重，其直徑