基于高光谱显微系统的癌细胞鉴别-论文-万方医学网

基于高光谱显微系统的癌细胞鉴别

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摘要癌症具有成因复杂，致死率高、治愈率低等特点，是人类目前尚未攻克的一个医学难题。从微观层面上对癌细胞进行病理学研究，有助于科研人员更加深入地了解癌症的成因及治疗方法。为了快速识别组织中癌细胞并了解其分布情况，本文利用高光谱显微成像技术，对组织切片中的正常细胞和癌细胞进行光谱采集，并依靠其光谱信息和空间信息建立数学模型，对细胞种类进行鉴别，进而了解癌细胞的分布情况并实现癌细胞的精准快速检测。<br>　　医学研究表明癌细胞因不受限制的复制和增殖，会导致DNA异倍体出现，细胞核增大且畸变，DNA和RNA含量比正常细胞显著增高。针对这些差异，本文分别提出了采用H&E染色剂和DAPI染色剂对细胞进行染色，使得这些差异能够通过染色后的光谱展示出来，从而实现对正常细胞和癌细胞的鉴别。本文首先利用癌细胞DNA和RNA含量升高引起的pH值变化会导致H&E染色变化的特点，通过建立癌细胞和正常细胞的透射光谱差异，结合支持向量机自适应算法，实现对癌细胞的鉴别。考虑到细胞核内染色质不均匀会导致各处pH值不一样，本文在癌细胞鉴别实验中首次引入了核内DNA分布均匀度作为修正参数，使癌细胞鉴别的灵敏性和特异性分别达到99%和98%。为了进一步优化，本研究采用DAPI染色剂替代H&E染色剂对组织染色并使用高光谱技术对癌细胞鉴别，DAPI对DNA浓度和DNA/RNA比例极其敏感，因此其荧光光谱能够有效反应出癌细胞核和正常细胞核的差异，本研究表明利用此方法对100组癌细胞进行鉴别的灵敏性和特异性均为100%。