学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

人胃癌裸鼠模型的在体激光拉曼光谱研究

作　者: 徐明
导　师: 马君
学　校: 中国海洋大学
专　业: 光学工程
关键词: 激光拉曼光谱胃癌在体支持向量机
分类号: O433.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 44次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

胃癌在我国是一种常见的恶性肿瘤,严重威胁着人们的身体健康。手术中,凭肉眼判别胃癌和正常组织需要医生具有极其丰富的临床经验,且准确性不高。而传统的病理检验不仅耗时,而且还要对患者造成一定的痛苦和伤害。近年来,激光拉曼光谱技术以其非侵入性、高分辨率、高灵敏性和高自动化等优点,在医学检测和诊断方面引起了国内外学者越来越多的重视。本研究意在探索手术中实时、原位、准确探测胃癌的新方法、新技术,为将来协助医生手术中判别胃癌打下实验基础。本文首先搭建了以785nm近红外激光为激发光的近红外拉曼光谱系统。以注射SGC-7901的裸鼠为人胃癌模型,全麻剖腹进行模拟外科手术,并在手术过程中采集裸鼠癌变和正常组织的在体激光拉曼光谱共205条。对采集的激光拉曼光谱进行预处理,比较正常和癌变组织拉曼光谱间的差异。结果发现：相比正常组织,癌变组织拉曼光谱在870cm-1(羟基脯氨酸C-C伸缩振动)、1450cm-1 (CH2伸缩或弯曲振动)、1660cm-1酰胺Ⅰ的C=O伸缩振动和水的H-O-H变角振动)处强度较低,而在1007cm-1丙氨酸C-C对称伸缩环呼吸振动)、1050cm-1(脱氧核糖中的C-O伸缩振动)、1093cm-1(磷酸二酯基团中PO2-对称伸缩振动)、1209cm-1(苯丙氨酸C-C6H5伸缩振动)处强度较高。此外,癌变组织光谱在1330cm-1(磷脂C-H链及核酸碱基中CH2振动)处存在1297cm-1和1331cm-1双峰,而正常组织拉曼光谱是单峰或只有一个肩峰。对癌变和正常组织间的差异进行分析,我们发现这些差异主要体现在在核酸、蛋白质及水的振动谱带强度上。癌变组织DNA含量的增多可能是导致癌变组织拉曼光谱中1050、1093cm-1谱线增强的原因,而胶原蛋白的分解或者散射的光谱被掩盖可能是造成癌变组织在870cm-1处降低的原因。我们可以把这些特征作为判断组织是否癌变的标志。用支持向量机方法对正常和癌变组织的拉曼光谱进行分类,分别选用线性内积核函数、高斯径向基核函数、多项式核函数进行分类分析,对不同的惩罚因子和核参数,采用10重交叉验证法进行训练和测试。结果发现：当核函数采用高斯径向基核函数,惩罚参数C=10,核参数σ=5时,分类效果最优。总体灵敏度、特异度、准确度分别为95.73%、70.73%和90.73%。为了加深对组织癌变过程的认识,用支持向量机方法对不同生长期的癌组织拉曼光谱进行分期。当核函数采用高斯径向基核函数,惩罚参数C=100,核参数σ=15时,分类效果最优。总体灵敏度、特异度、准确度分别为98.82%、98.73%和98.78%。从分类结果我们可以看出,用支持向量机算法进行分类,具有很好的灵敏性、准确性以及客观性,对指导外科手术中癌变组织的识别有重要意义。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章前言  11-19
  1.1 课题的意义及来源  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-16
  1.3 本论文的主要工作及结构  16-19
第二章生物分子激光拉曼光谱理论  19-25
  2.1 拉曼散射原理  19-22
    2.1.1 经典的电磁理论解释  19-21
    2.1.2 量子理论解释  21-22
  2.2 生物大分子的拉曼散射  22-24
  2.3 生物组织拉曼散射影响因素  24-25
第三章实验系统  25-31
  3.1 激光拉曼光谱实验系统  25-26
  3.2 激发光源  26
  3.3 光纤光学探头  26-27
  3.4 拉曼光谱仪  27-31
第四章人胃癌裸鼠模型在体拉曼光谱采集与分析  31-41
  4.1 材料与方法  31-33
    4.1.1 人胃癌裸鼠模型分组情况  31-32
    4.1.2 裸鼠组织在体拉曼光谱采集  32-33
  4.2 光谱预处理  33-36
    4.2.1 平滑处理  33-34
    4.2.2 去背景处理  34-35
    4.2.3 归一化处理  35-36
  4.3 人胃癌裸鼠模型腹膜组织拉曼光谱  36-38
    4.3.1 裸鼠腹膜组织拉曼光谱频移特征  36-37
    4.3.2 裸鼠腹膜正常和癌变组织拉曼光谱比较  37-38
  4.4 本章小结  38-41
第五章人胃癌裸鼠模型拉曼光谱SVM分类  41-57
  5.1 支持向量机原理  41-47
    5.1.1 最优分类面  41-44
    5.1.2 线性支持向量机  44-45
    5.1.3 非线性支持向量机  45-47
    5.1.4 常用核函数  47
  5.2 ROC曲线分析方法  47-48
  5.3 裸鼠癌变及正常组织拉曼光谱SVM分类  48-52
  5.4 用SVM方法对裸鼠癌变组织进行分期  52-54
  5.5 本章小结  54-57
第六章总结与展望  57-61
  6.1 论文工作总结  57-58
  6.2 人胃癌裸鼠模型在体拉曼光谱诊断的优势与困难  58-59
  6.3 工作展望  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-67
个人简历  67
发表论文  67

人胃癌裸鼠模型的在体激光拉曼光谱研究

内容摘要

全文目录

相似论文