癌變組織穆勒矩陣與現場診斷方法研究

《癌變組織穆勒矩陣與現場診斷方法研究》是依託清華大學，由馬輝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：癌變組織穆勒矩陣與現場診斷方法研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：馬輝
• 項目類別：面上項目

項目摘要

穆勒矩陣包含散射介質豐富的微觀結構信息，穆勒成像方法有能力探測淺層生物組織中幾十微米範圍內微觀結構的變化，包括細胞形態、胞內結構、以及細胞器形態和濃度等，因此對癌變早期診斷有重要的潛在套用價值。本課題針對癌變組織現場快速診斷需求，研究癌變組織偏振光散射和穆勒矩陣等方法學基礎問題。課題將測量典型癌變臨床病理切片特徵穆勒矩陣，配合光學顯微成像和其它高分辨成像結果以及蒙特卡洛模擬，建立癌變組織的偏振光散射模型。進而，利用穆勒矩陣變換形成特異性癌變診斷指標，建立相應的測量程式，並在臨床套用中進行檢驗和不斷完善。課題中還將針對內窺穆勒成像相關的一些關鍵技術方法問題進行探索性研究。

結題摘要

偏振光散射成像方法具有無標記、低損傷、信息量巨大、對亞波長微觀結構敏感等獨特優勢，並與現有成熟的非偏振光成像裝置完全兼容。隨著新的偏振測量原理、測量方法、數據處理技術和大數據分析方法快速發展，偏振方法在生物醫學檢測特別是癌症診斷方面顯示出廣闊的套用前景。本項目針對不同種類的人體病理組織進行了穆勒矩陣成像，並建立了相應的偏振光散射模型。在對大量的人體癌變組織切片和厚組織樣本進行穆勒矩陣成像及信息提取分析之後，本項目總結了病理組織穆勒矩陣和微觀結構之間關係的基本特徵。進而我們對乳腺癌、肝癌、甲狀腺癌、宮頸癌等病理組織切片的二維穆勒矩陣強度分布、頻率分布直方圖、穆勒矩陣變換和分解參數實驗結果進行了詳細分析。同時通過本項目我們開發了包括偏振內窺、偏振顯微鏡在內的多種成像和檢測設備，並結合病理組織成像實際需求解決了這些裝置使用中的偏振最佳化、校準等問題。利用穆勒矩陣偏振顯微鏡和內窺鏡我們進行了初步的臨床驗證，結果表明本項目獲取的穆勒矩陣參數非常適合對具有特定結構特徵的病理組織進行定量成像，進而為相關的癌症等臨床診斷提供指標，顯示出未來巨大的套用前景。