光相干斷層成像研究血液中生物大分子引起的光學(xué)性質(zhì)變化.pdf

1、纖維蛋白原(Fibrinogen)作為血漿中一種重要的凝血蛋白,在血液凝固過程中發(fā)揮著重要的作用,并與紅細(xì)胞聚集的發(fā)生有關(guān)。現(xiàn)有的臨床診斷中,對(duì)血液中Fg含量的方法學(xué)檢驗(yàn)主要建立在物理化學(xué)法、免疫法及光學(xué)法的基礎(chǔ)上。然而,抽取病人血樣后對(duì)血液的檢測(cè),不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)血液中的各項(xiàng)參數(shù),同時(shí)還會(huì)增加病人的痛苦及感染的風(fēng)險(xiǎn)。近年來發(fā)展出的一種新型醫(yī)學(xué)成像技術(shù),光相干斷層成像技術(shù)(optical coherence tomography,OC

2、T)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物組織的無創(chuàng)、實(shí)時(shí)、在體的成像檢測(cè)。類似于纖維蛋白原在血液中的作用,葡聚糖(Dextran)作為一種外源性的生物大分子,同樣可以引起血液中紅細(xì)胞的聚集,從而引發(fā)血液光學(xué)性質(zhì)的改變。因此,本論文通過研究葡聚糖對(duì)血液光學(xué)性質(zhì)的改變,摸索出合理的OCT檢測(cè)條件及參數(shù),進(jìn)而考察利用OCT技術(shù)檢測(cè)血液中纖維蛋白原含量的可行性。主要結(jié)果如下:
　　 1.首先利用外源性的生物大分子葡聚糖研究其不同濃度對(duì)血液光學(xué)性質(zhì)的影響,確定

3、了兩個(gè)光學(xué)參數(shù)-OCT深度分辨的背向散射光信號(hào)斜率(OCTSS)及探測(cè)光到達(dá)血液容器底部的反射強(qiáng)度R。研究發(fā)現(xiàn)葡聚糖的加入提高了血液中紅細(xì)胞的胞液與血漿間的折射率系數(shù)匹配,同時(shí)還會(huì)引發(fā)紅細(xì)胞的聚集。這兩方面的效應(yīng)使得血液對(duì)光的散射面積減小,光散射作用變?nèi)酢１憩F(xiàn)為OCTSS隨血液葡聚糖濃度升高而減小,底部光反射強(qiáng)度R增大。但當(dāng)葡聚糖濃度超過一定值后,會(huì)導(dǎo)致紅細(xì)胞的分散,使得血液光散射變強(qiáng),OCTSS及R均表現(xiàn)為相反的變化趨勢(shì)。另外,隨血細(xì)

4、胞壓積(Hematocrit,HCT)的升高,血液中紅細(xì)胞比重上升,散射顆粒增多,血液光散射增強(qiáng),表現(xiàn)為OCTSS增大,R下降。
　　 2.利用OCT考察了不含纖維蛋白原的血液在不同葡聚糖濃度下的光學(xué)性質(zhì)變化,以此確定最優(yōu)的分離血漿纖維蛋白原的方法。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),利用化學(xué)沉淀法(冷乙醇法及硫酸銨法)處理后的血液,其OCTSS隨著葡聚糖濃度的升高出現(xiàn)異常變化。而凍融法處理后的血液,其光學(xué)參數(shù)隨著葡聚糖濃度呈現(xiàn)正常的變化趨勢(shì)。因此,最優(yōu)

5、去除血漿纖維蛋白原的方法為凍融法。
　　 3.血漿經(jīng)最優(yōu)方法除去其自身纖維蛋白原后,利用外源的人血漿纖維蛋白原干粉定量配制不同濃度的血漿,然后研究不同纖維蛋白原濃度的血液中光學(xué)性質(zhì)的變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),由于纖維蛋白原干粉對(duì)豬血紅細(xì)胞較弱的聚集作用,其血液OCTSS及R都沒有隨纖維蛋白原濃度的升高出現(xiàn)顯著變化。而在人血中的實(shí)驗(yàn)則發(fā)現(xiàn),OCTSS隨Fg濃度升高呈現(xiàn)顯著減小的趨勢(shì),當(dāng)血漿纖維蛋白原濃度超過人體正常范圍(2-4 g/L)后,

6、OCTSS值減弱到相當(dāng)?shù)偷某潭?表現(xiàn)出對(duì)血液高危險(xiǎn)Fg水平很強(qiáng)的識(shí)別能力。而底部反射峰R則由于所用儀器及實(shí)驗(yàn)材料的影響不能有效反應(yīng)血漿中纖維蛋白原的水平。此外,血液其他因素如血細(xì)胞壓積、血液流速、細(xì)胞自身因素(cell-specific factors)等都對(duì)OCTSS的變化有一定程度的影響。
　　 總的來說,光相干斷層成像作為一種新型的無損檢測(cè)技術(shù),通過發(fā)展同時(shí)檢測(cè)其他血液性質(zhì)的方法及合理的校準(zhǔn)手段消除其他因素的影響,可期望發(fā)