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人角膜胶原排列的二次谐波成像分析
摘要： 目的：利用二次谐波成像技术描述人角膜胶原纤维束的水平排列方式。 方法：采用倒置双光子激发荧光显微镜对人角膜进行成像。激发激光（钛宝石激光器）波长调至850纳米，通过425/30纳米带通发射滤光片收集二次谐波背向散射信号。获取多个连续重叠的图像堆栈（z轴堆栈）以建立三维数据集，使用ImageJ软件分析各图像平面胶原纤维束的排列模式（不规则性）。 结果：角膜板层中的胶原纤维束呈现复杂布局，在单层板层平面内存在合并与分叉现象。表层角膜与角膜缘区域的排列模式与深层及中央区域存在显著差异，表层胶原纤维束较细小，深层板层则较粗大。 结论：通过二次谐波成像技术，阐明了人角膜不同深度及焦点区域的胶原纤维束水平排列特征。
关键词： 胶原蛋白，角膜基质，二次谐波成像，角膜
更新于2025-09-09 09:28:46
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多模态非线性显微镜图像中用于头颈部癌自动检测的全卷积网络：一项初步研究
摘要： 背景：基于全卷积神经网络（FCN）的自动化图像分析算法被开发用于根据非线性显微图像区分头颈癌与非癌性上皮组织。 方法：使用头颈癌切片进行标准组织病理学检查，并通过相干反斯托克斯拉曼散射、双光子激发荧光和二次谐波显微成像技术的组合，将这些切片与同一区域的多模态图像进行配准。采用FCN对四类目标（癌症、正常上皮、背景及其他组织类型）进行语义分割分析。 结果：共分析了12名患者的114张图像。通过图像块评分聚合，四类目标的平均识别率和总体识别率分别为88.9%和86.7%。处理数据集中整张切片图像平均耗时113秒。 结论：多模态非线性显微技术与基于FCN的自动化图像分析相结合，有望成为客观区分头颈癌与非癌性上皮组织的有效技术。
关键词： 数字病理学、语义分割、诊断学、二次谐波成像、卷积神经网络、双光子激发荧光、光谱组织病理学、图像分析、头颈癌、相干反斯托克斯拉曼散射
更新于2025-09-04 15:30:14
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核黄素-UVA交联人角膜中多模态显微镜、组织形态与酶抗性的相关性
摘要： 目的：为探究多模态显微镜作为评估角膜胶原交联（CXL）疗效的无创工具的实用性，我们研究了核黄素（RF）轴向分布、二次谐波成像（SHG）与人类角膜在RF-紫外线A（UVA）催化CXL后的组织学/生化改变之间的关联。 方法：对去上皮的人类角膜巩膜组织进行共聚焦和多光子显微镜成像，以研究CXL后RF的组织扩散分布及基于SHG的粗糙度指数（Rq）。分别设置0.1% RF作用5分钟、10分钟和20分钟，随后进行UVA照射，以右旋糖酐药物载体处理的角膜作为对照。采用马松三色染色和胶原酶消化实验评估RF-UVA CXL后胶原纤维板的超微结构改变及生物酶解强度。 结果：基质层对RF的吸收在20分钟给药时显著高于5分钟和10分钟给药。与右旋糖酐对照组相比，所有RF给药时间点的RF-UVA CXL后SHG图像粗糙度指数均降低。值得注意的是，仅在10分钟和20分钟RF给药组观察到RF剂量轴向分布与Rq指数存在相关性（R2分别为0.13和0.28，均P<0.05），而5分钟组未显示此关联。马松三色染色显示交联角膜中胶原纤维的致密程度呈RF剂量依赖性。胶原酶消化实验表明更高RF剂量使交联角膜的生化强度显著增强。 结论：基质内RF分布特征与RF-UVA交联角膜的组织学及功能特性改变相关。核黄素定义的阈值进一步确定了SHG成像作为评估RF-UVA CXL疗效的无创成像方式的敏感性。
关键词： 胶原酶消化、胶原交联、二次谐波成像、马松三色染色、核黄素
更新于2025-09-04 15:30:14
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多光子显微镜无标记检测脑膜瘤的脑侵袭
摘要： 脑膜瘤的脑侵犯与预后不良相关，因此准确检测和治疗脑侵犯尤为重要。本研究采用多光子显微镜（MPM）技术，通过结合双光子激发荧光成像、二次谐波成像和光谱成像，实现了脑膜瘤脑侵犯的无标记检测。结果表明，MPM能够从形态学和光谱学特征上识别脑膜瘤的脑侵犯。此外，研究提取了大脑皮层与脑膜瘤组织在475纳米、511纳米和540纳米波长处的强度比值作为区分脑膜瘤与周围正常脑皮层组织的定量指标。结合自主研发的图像处理算法，MPM还能进一步识别肿瘤边界。随着用于活体成像的微型化探针、光纤及激光消融系统的优化，MPM有望在手术室中同时应用于脑膜瘤脑侵犯的诊断与治疗。
关键词： 脑侵袭、双光子激发荧光、多光子显微镜技术、二次谐波成像
更新于2025-09-04 15:30:14
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角膜基质伤口愈合过程中角膜成纤维细胞的迁移模式与细胞外基质结构和排列相关
摘要： 目的：利用海德堡视网膜断层扫描仪罗斯特克角膜?？椋℉RT-RCM）评估全层角膜损伤后角膜细胞体内反向散射、排列、形态及连接情况，并将这些发现与整体三维（3-D）共聚焦荧光及二次谐波成像（SHG）结果进行关联。 方法：在角膜穿透性冻伤（FI，可损伤所有角膜细胞层）前及伤后3、7、14和28天，对兔角膜进行活体扫描。同时固定角膜组织并进行f-肌动蛋白和细胞核整体标记，采用3-D共聚焦荧光显微镜和SHG成像技术进行观察。 结果：使用改良的HRT-RCM能持续获取所有细胞层的完整厚度扫描图像。冻伤后，修复损伤组织的基质细胞呈现细长成纤维细胞形态，且测得细胞光散射显著增加。随着伤口愈合，这种基质混浊逐渐减轻。在伤口愈合过程中（尤其在角膜后部），通过活体（基于HRT-RCM反射图像）和离体（基于f-肌动蛋白与细胞核标记）均观察到平行且相互连接的定向角膜成纤维细胞流。二次谐波成像显示这些细胞与胶原层平行排列。 结论：改良的HRT-RCM可在活体测量亚层厚度、评估细胞形态、排列与连接情况，并估算伤口愈合过程中的基质反向散射。本研究表明，角膜成纤维细胞的排列模式与层状结构高度相关，提示基质内迁移存在接触引导现象，这可能有助于更快速的伤口再填充。
关键词： 二次谐波成像、共聚焦显微镜、角膜伤口愈合、细胞外基质
更新于2025-09-04 15:30:14