基于偏振光技术研究肝脏疾病发展过程中肝纤维化动态变化

来源 :南方医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ANDY_YANG2005
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[目的]本研究旨在基于将肝脏组织标本的胶原结构特征与偏振光检测相结合的策略,通过得到的偏振光检测图像,进行对包含相关参数的穆勒矩阵进行分解,并结合纹理特征分析方法,建立具有更准确和更定量更动态的分期方法,以解决在慢性肝病患者纤维化的病理组织活检评估中尚未满足的需求的问题。探究穆勒矩阵偏振光学成像及其定量检测技术在辅助分期肝纤维化的作用和应用价值。[方法]随机大鼠肝纤维化造模后,获得各期大鼠肝纤维化组织标本正常对照组F0期10例,F1期4例,F2期4例,F3期13例,F4期15例,每例切取相邻的4μm和15μm切片分别用于HE染色、马松染色和偏振光成像,使用穆勒矩阵分解算法提取能反映肝组织结构特征的偏振参数,并利用该参数对不同类型的病理组织进行伪彩色成像,使用Local Binary Patterns(LBP)纹理分析技术定量化区分不同病理组织偏振图像的纹理特征。获得肝组织偏振光参数数据后,分别计算出偏振光各参数及LBP纹理分析参数统计量数据图、主成分分析Principal Component Analysis(PCA)降维后的三维图,验证偏振光对观察肝纤维化动态变化的能力。[结果]1.提取穆勒矩阵参数用于偏振成像 穆勒矩阵分解(MMPD)法能提取出反映肝纤维化结构差异的参数δ和二向色性D、退偏Δ并用于偏振光成像,其中参数δ与肝纤维化含量密度相关。该技术实现的组织成像可清晰显示肝脏组织,还可显示纤维化组织与正常组织的结构差异。并将三种参数用于对不同病理类型的肝纤维化组织进行偏振成像。2.LBP图像纹理分析定量描述不同病理类型组织 LBP图像定量分析δ及θ参数成像的结果,五组病理组织偏振成像的纹理分析参数:线性相位延迟ita(希腊字母δ)的旋转不变LBP、快轴方向theta(希腊字母θ)的旋转不变LBP特征参数有统计学差异,可用于定量描述不同肝纤维化病理组织的结构特点。3.分析各项参数统计量及PCA降维 对各项参数进行统计分析,得到了均值、标准差、峰度及偏度4种统计量,各期标本参数经单因素方差分析后均存在组间差异,总共5个参数共得出20维数据,对其进行PCA降维至三维,并得到易于肉眼观察的图像,能够观察到各期肝纤维化样品被区分开。提示我们Mueller矩阵参数结合图像处理方法有可能可以为我们定量化的评估肝纤维化。[结论]偏振光成像技术结合纹理特征分析技术后具备检测慢性肝脏疾病中肝纤维化及辅助诊断肝纤维化并进行分期的潜力,且具有非标记、定量化、成本低以及操作简便的优势。
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