多种超分辨荧光成像技术比较和进展评述

所见即所得是生命科学研究的中心哲学,贯穿在不断认识单个分子、分子复合体、分子动态行为和整个分子网络的历程中。活的动态的分子才是有功能的,这决定了荧光显微成像在生命科学研究中成为不可替代的工具。但是当荧光成像聚焦到分子水平的时候,所见并不能给出想要得到的。这个障碍是由于受光学衍射极限的限制,荧光显微镜无法在衍射受限的空间内分辨出目标物。超分辨荧光成像技术突破衍射极限的限制,在纳米尺度至单分子水平可视化生物分子,以前所未有的时空分辨率研究活细胞结构和动态过程,已成为生命科学研究的有力工具,并逐渐应用到材料科学、催化反应过程和光刻等领域。超分辨成像技术原理不同,其具有的技术性能各异,限制了各自特定的技术特色和应用范围。目前主流的超分辨成像技术包括3种:结构光照明显微镜技术(structured illumination microscopy, SIM)、受激发射损耗显微技术(stimulated emission depletion, STED)和单分子定位成像技术(single molecule localization microscopy, SMLM)。这些显微镜采用不同的复杂技术,但是策略却是相同和简单的,即通过牺牲时间分辨率来提升衍射受限的空间内相邻两个发光点的空间分辨。该文通过对这3种技术的原理比较和在生物研究中的应用进展介绍,明确了不同超分辨成像技术的技术优势和适用的应用方向,以方便研究者在未来研究中做合理的选择。     

一锅法可控合成金属有机框架材料Mn-荧光素用于核磁共振/荧光成像

通过一锅法,首次将核磁共振成像试剂Mn²⁺和荧光成像试剂荧光素（FSD）自组装于一个简单的金属有机框架材料（Mn-FSD）上。实验结果表明,Mn-FSD的粒径可被控制在微纳米水平内并进行生物成像。体外和体内实验结果证实,Mn-FSD可在细胞和裸鼠中显示强绿色荧光。同时,Mn-FSD表现出较高的弛豫值（r₁=4.95 L·mmol^-1·s^-1）。     

MD-UNET: Multi-input dilated U-shape neural network for segmentation of bladder cancer

Accurate segmentation of the tumour area is crucial for the treatment and prognosis of patients with bladder cancer. However, the complex information from the MRI image poses an important challenge for us to accurately segment the lesion, for example, the high distinction among people, size of bladder variation and noise interference. Based on the above issues, we propose an MD-Unet network structure, which uses multi-scale images as the input of the network, and combines max-pooling with dilated convolution to increase the receptive field of the convolutional network. The results show that the proposed network can obtain higher precision than the existing models for the bladder cancer dataset. The MD-Unet can achieve state-of-art performance compared with other methods.     

螺旋CT成像联合血清copeptin、IL-18水平检测在急性脑梗死患者神经功能及预后评估中的应用价值

本文选取74例急性脑梗死(ACI)患者作为研究对象,入院时根据美国国立卫生院卒中量表(NIHSS)评分分为重度组(NIHSS评分>15分,n=21)、中度组(NIHSS评分5~15分,n=24)、轻度组(NIHSS评分<5分,n=29),均接受血清copeptin和IL-18水平检测及螺旋CT成像检查。结果发现,随ACI神经功能缺损加重,血清copeptin、白细胞介素18(IL-18)水平及峰值时间升高,CBV、CBF异常下降。经ROC曲线显示,血清IL-18联合CBF预测ACI患者预后不良的曲线下面积(AUC)最大。由上述结果可见螺旋CT成像参数、血清copeptin、IL-18水平与ACI患者神经功能存在一定相关性,三者联合为临床实现ACI患者个体化治疗和改善预后提供了可能。     

DCE-MRI定量参数对子宫内膜癌的诊断价值及与临床病理因素的相关性

本文选取了子宫内膜癌患者108例作为观察组,另选取子宫内膜良性病变患者105例作为对照组,均行DCE-MRI检查后发现,观察组容量转移常数(K trans)、速率常数(K ep)、血管外细胞外间隙容积比值(V e)高于对照组(P<0.05);K trans、K ep、V e值联合诊断子宫内膜癌的曲线下面积(AUC)为0.841;K trans、K ep、V e值与临床分期、肌层浸润程度呈正相关,与分化程度呈负相关(P<0.05)。本研究结果提示DCE-MRI定量参数对子宫内膜癌具有一定鉴别诊断价值,有助于进一步区分子宫内膜癌患者肌层浸润程度、临床分期、分化程度。     

CDFI鉴别男性乳腺良恶性肿瘤价值及与CXCL1、Gab2、MVD的相关性探究

本研究选取18例男性乳腺恶性肿瘤患者作为研究组,纳入同期41例男性良性乳腺肿瘤及50例健康体检男性分别作为良性对照组和健康对照组,通过对比分析发现,研究组CDFI参数[搏动指数(PI)、阻力指数(RI)、血流速度(PSV)]高于良性对照组和健康对照组(P<0.05);PI、RI、PSV联合诊断男性乳腺恶性肿瘤的AUC高达0.854,具有较高应用价值;研究组患者PI、RI、PSV与CXC型趋化因子配体1(CXCL1)、GRB相关蛋白2(Gab2)、微血管密度(MVD)水平间存在正相关关系(P<0.05)。由此可见,CDFI在鉴别男性乳腺良恶性肿瘤方面具有较高应用价值,且与患者CXCL1、Gab2、MVD表达呈正相关。     

磁共振扩散加权成像联合血清AFP对小肝癌临床诊断及疗效评估的价值

将194例小肝癌患者纳入小肝癌组,185例肝细胞结节患者纳入结节组,所有患者均行MRI扩散加权成像(DWI-MRI),评估患者在DWI-MRI上的形态学表现及ADC值,检测患者血清AFP水平,比较不同检测方法诊断小肝癌的准确度、灵敏度、特异度。结果显示,应用DWI-MRI联合血清AFP诊断小肝癌的特异度、灵敏度和准确度均显著高于单独应用DWI-MRI,或血清AFP(P<0.05)。表明DWI-MRI联合血清AFP对小肝癌的诊断价值显著,可为病情评估提供切实可行的参考。     

脑胶质瘤磁共振弥散张量成像定量参数与VEGF、MMP-9表达的相关性

本研究旨在分析脑胶质瘤患者的磁共振弥散张量成像(DTI)参数与病变组织血管内皮生长因子(VEGF)和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)表达的相关性,以及DTI参数对脑胶质瘤进行分级诊断的价值。根据病理分级将102例脑胶质瘤患者分为低级别组(47例)和高级别组(55例),均行MRI和DTI检查,定量测定表观弥散系数(ADC)、各向异性分数(FA)、相对ADC(rADC)、相对FA(rFA)值及相对轴向扩散系数(rAD)值;用免疫组化法检测VEGF和MMP-9表达情况。结果显示,高级别组患者的rADC、ADC、rAD、FA、rFA均低于低级别组(P<0.05);高级别组患者的VEGF和MMP-9阳性表达均高于低级别组(P<0.05)。rADC、ADC、rAD、FA、rFA与VEGF和MMP-9表达均呈负相关(P<0.05);rADC、ADC、rAD、FA、rFA对脑胶质瘤分级诊断的AUC均具有一定诊断价值(P<0.05)。本研究结果提示DTI定量参数与脑胶质瘤VEGF和MMP-9表达具有相关性,且有助于脑胶质瘤的分级诊断。     

3D-ASL灌注成像与静息态功能MRI在癫痫诊断及鉴别中的价值

选取123例癫痫患者作为研究组,同期69例健康体检者作为对照组,均行三维动脉自旋标记技术(3D-ASL)灌注成像与静息态功能MRI(rs-FMRI)检查,研究二者在癫痫病诊断及鉴别中的价值。结果发现,研究组全面发作脑血流量(CBF)、低频振幅(ALFF)<部分发作和对照组,全面发作血清脑源性神经细胞营养因子(BDNF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)水平、认知功能(MMSE)评分<部分发作<对照组,血清神经肽Y(NPY)>部分发作>对照组(P<0.05),且癫痫患者CBF、ALFF与BDNF、IGF-1、MMSE呈正相关,与NPY呈负相关。CBF与ALFF联合在诊断癫痫发作、鉴别不同癫痫发作类型方面均具有较高应用价值。说明3D-ASL灌注成像及rs-FMRI在癫痫发作诊断及鉴别不同癫痫发作类型方面应用价值较高。     

MRI参数对腰椎间盘突出症患者椎间盘退变程度的评估价值及与JOA、VAS评分相关性

选择腰椎间盘突出症(LDH)患者60例,分为轻度退变组、中度退变组、重度退变组。患者均行MRI检查,比较3组的MRI参数,包括髓核(NP)区、纤维环(AF)区T2值。检测比较发现,3组LDH患者NP区、AF区T2值间存在明显差异,且与腰椎功能评分(JOA)呈正相关,与腰部疼痛评分(VAS)呈负相关(P<0.05)。NP区、AF区T2值联合鉴别轻中度、中重度椎间盘退变程度的AUC大于各指标单一鉴别,具有较高评估效能。因此,MRI参数评估LDH患者椎间盘退变程度方面具有良好价值,可为临床明确患者病情提供重要参考。