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医学图像融合技术在肿瘤放射治疗中的应用研究

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医学图像融合技术在肿瘤放射治疗中的应用研究

作者：李文裕南方医科大学

学位级别：硕士

放射治疗是应用高能放射线治疗恶性肿瘤的一种局部治疗手段。其根本目标就是尽可能地消灭肿瘤同时尽量地保护正常组织和器官的功能,努力提升病人长期生存率和改善病人的生存质量。随着科学技术的日益发展,对于放射治疗精度的要求越来越... 详细信息

放射治疗是应用高能放射线治疗恶性肿瘤的一种局部治疗手段。其根本目标就是尽可能地消灭肿瘤同时尽量地保护正常组织和器官的功能,努力提升病人长期生存率和改善病人的生存质量。随着科学技术的日益发展,对于放射治疗精度的要求越来越高。各种先进的医学影像设备不断问世使其在现代放疗技术的发展中起着至关重要的作用。其应用渗透于放疗方案制定、模拟定位、放疗计划和放疗实施等各个环节。为临床提供多种形式的图像数据,确保放疗过程中肿瘤的清晰和精确。由于成像方式及应用场景等方面的不同,模态不同的医学图像数据具有大量冗余且互补的信息。因此如何有效提取这些互补性信息,并充分利用它们是目前面临的主要挑战之一。随着科学技术的发展,图像增强已成为图像处理中一个重要分支。图像融合技术就是对来自不同模式的图像数据进行融合,通过使用冗余信息来增强可靠性,通过使用互补信息来增强清晰度。医学图像融合算法的相关研究在近些年来有了较大的发展,但是仍然有一些值得我们去探索与研究的问题。比如如何设计合适的融合规则来有效去除噪声干扰;如何选择恰当的参数以获得最优的效果等。这些问题都有待于进一步解决。本论文以将融合后的医学图像应用于放疗靶区勾画为研究对象,以多模态医学图像为融合图像,从引导精准治疗的角度出发,探讨多模态医学图像融合算法和运用。全文由以下两个部分组成:(1)设计一个医学图像卷积神经网络融合方法,实现多模态医学图像的融合。鉴于当前医学图像融合中广泛存在的细节特征不够显著、不同组织图像间的边缘模糊问题,本文主要探讨了一种多尺度特征残差网络和注意力机制的医学图像卷积神经网络融合方法。该网络模型包括三个单元:特征提取模块、融合模块以及重建模块。该方法在特征提取阶段,参照深度残差网络,对其结构加以改进,并将不同层面、不同尺度特征图进行融合,对于不同尺度的目标特征提取效果较好。同时设计了注意力模块,使其能够适应于不同尺度特征图的输出,关键通道特征表达能力增强,使得图像中重要的细节特征更凸显出来,并且有效地解决了不同组织间的边缘模糊现象。最后利用交叉熵损失结合中心损失进行计算,使每个类别样本特征在样本空间的分布更优化,该模型融合精度得到进一步提升。融合图像中不同组织之间边缘清晰,细节信息丰富。实验证明,与目前先进的医学影像融合方法比较,无论从主观视觉效果来看,或从客观评价指标来看,所提出的方法融合效果均优于对比方法。(2)为验证医学图像融合技术在肿瘤放疗中应用的可行性和有效性,将融合后的医学图像应用于肿瘤放疗靶区的勾画进行研究。通过临床实验选取20例非小细胞肺癌患者,分析PET/CT融合图像在肿瘤放射治疗靶区体积勾画中的应用,观察比较所有患者使用CT勾画及PET/CT勾画下的靶区体积(GTV)差异,不同的组织类型在CT勾画及PET/CT勾画下的靶区体积(GTV)差异和所有患者经PET/CT显像检查后在TNM分期方面的变化。所有患者使用PET/CT勾画得到的平均GTV体积为(20.6±3.1)cm3,显著小于使用CT勾画得到的平均GTV体积(25.1±2.2)cm3;使用CT勾画及PET/CT勾画下的GTV体积差异显著(P<0.05);所有非小细胞肺癌患者当中,通过PET/CT显像检查结果提示,有8例(40%)患者的分期出现变化。实验结果表明,使用医学图像融合技术,可有效的区别并分辨组织,从而更加精确地为患者制定放射治疗的靶区体积,改善临床疗效。

关键词：放射治疗医学图像融合卷积神经网络算法靶区体积勾画

人血小板衍生生长因子A链(PDGF-A)反义RNA表达克隆的构建

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细胞生物学杂志 1990年第1期12卷 33-37页

作者：林鑫华李文裕中国科学院上海细胞生物学研究所

利用DNA重组技术,我们将PDGF-A第一个外显子DNA片段和PDGF-A cDNA反向克隆到pSV_2 neo中,构建成两种PDGF-A反义RNA表达克隆。该两种PDGP-A反义RNA表达克隆可用于PDGF-A功能的研究以及肿瘤细胞生长阻断的探索。

关键词： PDGF-A 反义RNA 表达克隆

外源血小板衍生生长因子(PDGF)B链基因在CHO细胞的表达

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实验生物学报 1989年第3期22卷 313-323页

作者：叶秀珍金健健徐链慕晓军李文裕中国科学院上海细胞生物学研究所

本文总结应用DNA-磷酸钙盐沉淀的基因转移技术,把含人c-sis cDNA的质粒pSM-1,以单独转染或与pSV_2neo共转染方法转入CHO细胞(中国仓鼠卵巢细胞),经低血清或G_(418)筛选分离得到多个有PDGF表达的细胞株。其中PDGF高表达件——FB_6,细胞... 详细信息

本文总结应用DNA-磷酸钙盐沉淀的基因转移技术,把含人c-sis cDNA的质粒pSM-1,以单独转染或与pSV_2neo共转染方法转入CHO细胞(中国仓鼠卵巢细胞),经低血清或G_(418)筛选分离得到多个有PDGF表达的细胞株。其中PDGF高表达件——FB_6,细胞形态和生长行为明显改变,可在软琼脂培基上形成集落,细胞生长速率加快,能在低血清(2%)培液中长期传代,细胞的条件培液有刺激静止的NRK细胞(大鼠肾成纤维细胞)DNA合成的活力。RNA点杂交和Southern Blot显示FB_5细胞有??PDGF mRNA的高表达和人c-sis基因的整合,而且,在连续传代7个月后,FB_5细胞基因组中仍然有人c-sis基因存在,说明CHO细胞的不正常生长和转化是由于PDGF基因的稳定整合和高表达所引起。这一稳定转化株(FB_5)是进一步研究PDGF对细胞生长控制和转化功能的理想模型。

关键词： c-sis基因基因转化细胞增殖

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外源基因在真核细胞中的表达

中国生物工程杂志 1983年第3期 54-61页

作者：李文裕中国科学院上海细胞生物学研究所

这是分子生物学和细胞生物学交接的一个重要课题。将外源克隆的基因导人到真核细胞中进行有效的表达,不仅能在完整细胞内研究基因的精细结构和表达的调控机制,而且更重要的能探讨改变细胞遗传性的问题。除了病毒颗粒与细胞表面受体有特... 详细信息

这是分子生物学和细胞生物学交接的一个重要课题。将外源克隆的基因导人到真核细胞中进行有效的表达,不仅能在完整细胞内研究基因的精细结构和表达的调控机制,而且更重要的能探讨改变细胞遗传性的问题。除了病毒颗粒与细胞表面受体有特殊的结

关键词：珠蛋白基因 ATA 转化细胞小鼠小家鼠基因表达调控

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真核细胞基因表达调控的研究进展

中国生物工程杂志 1986年第1期20卷 16-21页

作者：李文裕中国科学院上海细胞生物学研究所

真核细胞基因表达的调控研究,目前仍然是分子生物学热门和中心问题之一。因为提出的许多基础的和实用的细胞分化问题,正常的或异常的都还未得到完全解决,显示问题更加复杂。正常胚胎发育过程,受精卵细胞生长分化出各种各样不同表型的细... 详细信息

真核细胞基因表达的调控研究,目前仍然是分子生物学热门和中心问题之一。因为提出的许多基础的和实用的细胞分化问题,正常的或异常的都还未得到完全解决,显示问题更加复杂。正常胚胎发育过程,受精卵细胞生长分化出各种各样不同表型的细胞,决定细胞表型的各种基因,为何在一定发育的时空条件下,进行有选择性表达?如何调控?肿瘤细胞形成过程,正常细胞要失去一些原有的表型特征。

关键词：基因表达调控始点珠蛋白基因 DNA 甲基化烷基化染色质免疫球蛋白重链核小体核粒基因转录

观察还原型谷光甘肽治疗病毒性肝炎的临床效果

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临床医药文献电子杂志 2018年第52期5卷 28-28页

作者：李文裕青海省民和县中医院肝病科

目的观察还原型谷光甘肽治疗病毒性肝炎的临床效果。方法随机抽取本院2017年3月;018年3月期间在诊疗的40例病毒性肝炎患者,按照1:1分配原理,将患者分为两组各20例。即使用异甘草酸镁治疗的患者,为A组;使用还原型谷胱甘肽治疗的患者,为B... 详细信息

目的观察还原型谷光甘肽治疗病毒性肝炎的临床效果。方法随机抽取本院2017年3月;018年3月期间在诊疗的40例病毒性肝炎患者,按照1:1分配原理,将患者分为两组各20例。即使用异甘草酸镁治疗的患者,为A组;使用还原型谷胱甘肽治疗的患者,为B组。结果 B组治疗总有效率明显高于A组总有效率（P<0.05）,有统计学意义;B组患者肝功能指标较优于A组,即两组患者各数据间比较存在统计学意义（P<0.05）。结论和异甘草酸镁治疗相比,还原型谷胱甘肽在治疗病毒性肝炎时,具有治疗总有效率高的特点,值得推广。

关键词：病毒性肝炎还原型谷胱甘肽异甘草酸镁

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分切机放卷张力控制分析

塑料包装 2002年第3期12卷 41-43,49页

作者：李文裕汕头海洋第一聚酯薄膜有限公司

本文主要对分切机如何进行放卷张力自动控制进行分析。

关键词：放卷张力控制塑料加工设备分切机

肝硬化合并非静脉曲张性上消化道出血临床效果观察

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临床医药文献电子杂志 2018年第51期5卷 57-58页

作者：李文裕青海省民和县中医院肝病科

目的研究探讨肝硬化合并非静脉曲张性上消化道出血临床效果。方法选择2017年1月;018年1月本院肝硬化合并非静脉曲张性上消化道出血患者40例进行讨论,把所有患者随机分为对照组和观察组各20例,观察两组患者的内镜检查结果以及实验室检查... 详细信息

目的研究探讨肝硬化合并非静脉曲张性上消化道出血临床效果。方法选择2017年1月;018年1月本院肝硬化合并非静脉曲张性上消化道出血患者40例进行讨论,把所有患者随机分为对照组和观察组各20例,观察两组患者的内镜检查结果以及实验室检查结果。结果观察组患者出现血栓的情况、复发情况比对照组的要少,对照组患者的输血量、BUN比对照组的要高,两组比较,P<0.05。结论肝硬化合并非静脉曲张性上消化道出血患者的BUN浓度较高,必须要及时进行内镜检查,以免影响患者的生命健康安全。

关键词：肝硬化非静脉曲张上消化道出血

关于癌细胞的逆转问题——正常细胞演变成癌细胞,癌细胞能逆转成正常细胞吗?

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上海医学 1978年第2期 34-38页

作者：李文裕中国科学院上海实验生物研究所

癌症虽然已从绝症中解脱出来,但至今不可否认仍然严重地威胁着人们的健康。关于癌细胞的逆转问题,自然引起医学上注意和期望,这是一个涉及到癌细胞本质的理论问题,目前还是处在实验探讨阶段。早先Braun(1966)在研究植物的冠瘿肿瘤,Pierc... 详细信息

癌症虽然已从绝症中解脱出来,但至今不可否认仍然严重地威胁着人们的健康。关于癌细胞的逆转问题,自然引起医学上注意和期望,这是一个涉及到癌细胞本质的理论问题,目前还是处在实验探讨阶段。早先Braun(1966)在研究植物的冠瘿肿瘤,Pierce(1967)在研究动物的畸胎瘤时,观察到这些癌细胞保持分化能力,并在一定条件下逆转成正常细胞,于是提出了癌细胞逆转的概念。

关键词：癌细胞异常分化正常细胞去分化细胞分化基因表达