易损斑块可能会破裂并导致血栓形成，早期发现易损斑块对于降低致命动脉粥样硬化并发症的发病率和死亡率具有重要意义。巨噬细胞在动脉粥样硬化的整个过程中发挥着重要作用。病理学研究表明，大量浸润的巨噬细胞是斑块易损性的重要指标。利用分子探针的MRI分子成像技术可用于评估动脉粥样硬化斑块的状态，但目前单一或双模态的斑块成像方式判断斑块易损性取决于斑块中巨噬细胞的数量，注射对比剂后信号减少或增加有限，很难有效区分易损斑块和稳定斑块。具有T 1-T 2双模态的氧化铁纳米颗粒（IONP）可以在成像期间提供更多信息，但不在T 1和T 2增强之间切换的双模态成像模式仍然不能有效地识别易受损伤的斑块。

目的:制备靶向肿瘤血管生成的MR/CT双模态纳米探针t金@谷胱甘肽@钆(tAu@GSH@Gd)，探讨其性能及用于活体MR/CT成像的潜能。方法:以GSH为模板包载Au和Gd原子，共价偶联靶向多肽环状天冬酰胺－甘氨酸－精氨酸(cNGR)构建纳米探针tAu@GSH@Gd。建立荷乳腺癌(EMT－6)BALB/c小鼠皮下移植瘤模型30只，分为空白对照组(生理盐水)、对照组(Au@GSH@Gd纳米粒子)和实验组(tAu@GSH@Gd纳米探针)，每组10只，经尾静脉给药后于不同时间点行MR、CT成像及生物分布研究，根据小鼠肿瘤部位及主要脏器相对MR信号值与相对CT值评价成像效果和生物分布。成像实验后，取出小鼠肿瘤组织进行银染，研究Au@GSH@Gd纳米粒子及tAu@GSH@Gd纳米探针在肿瘤血管生成部位的聚集。2组间比较采用两独立样本 t检验。 结果:tAu@GSH@Gd纳米探针水合粒径为(6.40±0.22) nm，T 1弛豫效率为(36.91±0.07) mmol·L －1·s －1，体外MR/CT成像效果良好。荷瘤小鼠注射tAu@GSH@Gd纳米探针后2 h，肿瘤MR/CT成像均明显强化，24 h达峰值，相对MR信号值由给药前的1.04±0.12增至1.84±0.26( t＝12.61， P＝0.006)，相对CT值由给药前的1.01±0.04增至1.95±0.05( t＝15.34， P＝0.004)。对照组小鼠给药后16 h，肿瘤强化达峰值，相对MR信号值为1.50±0.06，相对CT值为1.53±0.10，均低于实验组(1.84±0.26和1.95±0.05； t值：5.35和16.46，均 P<0.05)。生物分布结果显示，大部分tAu@GSH@Gd纳米探针经肾代谢。组织银染验证了该纳米探针对肿瘤血管生成的靶向作用。 结论:制备的tAu@GSH@Gd纳米探针具有肿瘤血管生成靶向和MR/CT双模态成像功能，为肿瘤血管生成的影像学评估提供了新的设计理念和基础。

目的:探讨靶向血小板诊疗一体化的纳米探针(RGD/ICG/PFP@MSN)在体外的超声/近红外双模态显像潜能及对血栓的协同治疗作用。方法:采用超声声振及碳二亚胺法制备以介孔二氧化硅纳米粒(MSN)为载体，负载精氨酸－甘氨酸－天冬氨酸序列肽(RGD)、全氟戊烷(PFP)及吲哚箐绿(ICG)的纳米探针(RGD/ICG/PFP@MSN)。用扫描和透射电镜观察探针形态；用蛋白定量法(BCA)和紫外－可见光－近红外光谱分别检测RGD、ICG的载入；体外研究纳米探针在近红外光(NIR)照射下的成像性能、光热响应能力；用细胞毒性实验和溶血实验检测其生物安全性；在超声及NIR辐照下研究其相变情况；将探针与新鲜动脉血栓孵育后行冰冻切片观察其寻靶能力，并行超声和NIR辐照治疗，以辐照前后血栓重量变化评估其溶栓能力。结果:制备的纳米探针形态规则，大小均匀，粒径(156.83±5.05)nm，电位(11.47±0.25)mV。RGD偶联率为(77.67±4.50)%，能介导纳米探针靶向体外新鲜动脉血栓；紫外－可见光－近红外光谱证实了ICG的成功载入，其包封率为(80.47±0.05)%。超声和NIR辐照后纳米探针能发生声致相变和热致相变并增强超声显影效果；随着纳米探针溶液浓度的增加，NIR成像信号逐渐增强，且经NIR照射后呈浓度依赖性和辐照强度依赖性升温。细胞毒性实验和溶血实验显示该探针具有良好的生物安全性，且探针在联合超声与NIR的辐照下能发挥溶栓作用，血栓重量经治疗后显著减少( P<0.01)。 结论:构建的RGD/ICG/PFP@MSN纳米探针具备优良的超声与NIR双模态成像能力、良好的相变能力和光热转换效力，以及针对血栓的高效靶向渗透和治疗作用，可为实现在超声与NIR协同作用下对血栓类疾病的诊疗一体化提供有力的体外实验证据和新策略。

目的:探讨基于双模特征强化注意力网络的新生儿脑组织图像分割方法及其应用价值。方法:针对T1和T2双模态新生儿脑磁共振图像，在编码路径采用双模特征提取、可分离卷积和空间-通道注意力，在解码路径引入可分离卷积。采用数据互补性和完备性对提取的双模特征进行融合构建潜在统一表达，使用跳跃卷积连接编码路径和解码路径来增强信息传送。结果:基于双模特征强化注意力网络的新生儿脑组织图像分割方法能够准确分割白质、灰质和脑脊液，超过现有基准方法。结论:基于双模特征强化注意力网络的新生儿脑组织图像分割方法不仅改善图像分割的准确性和有效性，还可促进磁共振成像技术在新生儿大脑生长发育和健康评估的临床应用。

目的:通过建立深度学习模型，探索多模态影像对脑胶质母细胞瘤放疗靶区自动勾画效果的影响。方法:收集30例脑胶质母细胞瘤患者的电子计算机断层扫描(CT)序列和磁共振成像(MRI)的对比增强T1加权序列(T1C)以及T2液体衰减反转恢复序列(T2-FLAIR)，对每例病例的原发肿瘤靶区(GTV)及其对应的临床靶区1(CTV1)和临床靶区2(CTV2)根据RTOG标准进行人工勾画，并设计4种不同的数据集：CT数据集(仅含30例CT序列的单模态数据)、CT-T1C数据集(包含30例CT序列和T1C序列的双模态数据)、CT-T2-FLAIR数据集(包含30例CT序列和T2-FLAIR序列的双模态数据)和CT-MRIs数据集(包含30例CT序列、T1C序列和T2-FLAIR序列的三模态数据)。使用每种数据集中的25例对改进后的3D U-Net进行训练，并用剩余5例进行测试。评价测试样本中GTV、CTV1和CTV2的自动勾画效果，定量评估指标包括Dice相似系数(DSC)，95% Hausdorff距离(HD95)和相对体积误差(RVE)。结果:该3D U-Net模型在多模态影像CT-MRIs上获得最好的GTV自动分割结果，与在单模态影像CT的自动分割结果相比(DSC: 0.94 vs. 0.79, HD95: 2.09 mm vs. 12.33 mm and RVE: 1.16% vs. 20.14%)，DSC( t＝3.78， P<0.05)和HD95 ( t＝4.07, P<0.05)的差异有统计学意义；在多模态影像CT-MRIs的CTV1和CTV2自动分割结果(DSC: 0.90 vs. 0.91, HD95: 3.78 mm vs. 2.41 mm, RVE: 3.61% vs. 5.35%)也均有较好的一致性，但与单模态影像CT的自动分割结果相比，两个靶区的DSC和HD95的差异均无统计学意义( P>0.05)。该模型对于GTV的上下界和CTV2临近的重要器官(如脑干和眼球)的自动勾画有一定的局限性。 结论:基于改进后的3D U-Net在多模态影像数据集CT-MRIs上对脑胶质母细胞瘤放疗靶区具有更好的分割效果，显示出较好的临床应用价值。

目的:探讨自制的诊疗一体化相变纳米液滴"IR780/叶酸－纳米液滴－多西紫杉醇(IR780/FA-Nds-DTX)"作为分子靶向超声造影剂，对胰腺癌荷瘤裸鼠的精准诊断和联合靶向治疗效果。方法:体外培养胰腺癌细胞系，建立异位皮下移植胰腺癌荷瘤裸鼠模型50只，双模态靶向成像分实验组(IR780/FA-Nds-DTX)和4个对照组[生理盐水、Nds(FITC)、FA-Nds(FITC)、IR-780]。小动物活体成像验证IR780/FA-Nds-DTX对肿瘤的体内高效靶向探测能力及近红外荧光成像，低强度聚焦超声诱导相变及进一步超声造影成像验证IR780/FA-Nds-DTX在肿瘤局部的高效聚集及对肿瘤轮廓的精准评估。治疗效果观察分实验组(IR780/FA-Nds-DTX)和4个对照组(FA-Nds-IR780、FA-Nds-DTX、FA-Nds和生理盐水)。低强度聚焦超声辐照30 s诱导各组相变后的微泡爆破后，808 nm光热治疗仪分组辐照肿瘤局部，治疗前及治疗后3 d、9 d、15 d分别用二维超声监测各组荷瘤裸鼠肿瘤体积变化并记录，对比各组肿瘤体积变化率及抑制率。结果:IR780/FA-Nds-DTX在肿瘤局部靶向聚集的量最多，实验组肿瘤平均荧光强度明显高于对照组：IR780/FA-Nds-DTX组比Nds(FITC)组[(5.12±0.69)×10 7比(1.06±0.23)×10 7， P<0.05]，IR780/FA-Nds-DTX组比FA-Nds(FITC)组[(5.12±0.69)×10 7比(2.98±0.34)×10 7， P<0.05]，IR780/FA-Nds-DTX组比IR-780组[(5.12±0.69)×10 7比(1.54±0.42)×10 7， P<0.05]，生理盐水组肿瘤局部无荧光显示。进一步液滴相变后形成的超声增强显影能更精准定位肿瘤边界。光热消融联合化疗后第15 d，IR780/FA-Nds-DTX治疗组肿瘤体积增长率较各对照组明显减低：IR780/FA-Nds-DTX组比FA-Nds-IR780组[(0.105±0.075)比(0.405±0.175)， P<0.05]，IR780/FA-Nds-DTX组比FA-Nds-DTX组[(0.105±0.075)比(1.385±0.035)， P<0.05]，IR780/FA-Nds-DTX组比FA-Nds组[(0.105±0.075)比(2.255±0.105)， P<0.05]，IR780/FA-Nds-DTX组比生理盐水组[(0.105±0.075)比(2.185±0.155)， P<0.05]。而肿瘤体积抑制率明显增高：IR780/FA-Nds-DTX组比FA-Nds-IR780组[(0.93±0.06)比(0.48±0.17)， P<0.05]，IR780/FA-Nds-DTX组比FA-Nds-DTX组[(0.93±0.06)比(－0.51±0.105)， P<0.05]，IR780/FA-Nds-DTX组比FA-Nds组[(0.93±0.06)比(－1.63±0.115)， P<0.05]，IR780/FA-Nds-DTX组比生理盐水组[(0.93±0.06)比(－1.35±0.245)， P<0.05]。 结论:自制的诊疗一体化双模态相变纳米液滴超声造影剂IR780/FA-Nds-DTX在胰腺癌微小病灶甚至转移灶的精准靶向探测与联合靶向治疗中具有较好的潜在临床应用价值。

目的:开发细胞级高分辨率、结构与功能一体化的双模态全视场光学相干层析系统(full-field optical coherence tomography,FFOCT),实现角膜缘组织的双模态FFOCT成像.方法:基于Linnik干涉成像原理,利用高数值孔径显微物镜(NA=0.8)及高速平面互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)相机,设计搭建高分辨率的组织静态结构和内源动态功能成像一体化双模态FFOCT系统;构建基于四相位调制结构影像提取及时域干涉信号动态频谱分析的功能影像重建算法;对人供体角膜缘组织开展各深度层的双模式FFOCT成像有效性验证.结果:搭建的双模态FFOCT成像系统可实现横向分辨率0.5 μm,轴向分辨率1.7 μm,成像视野320 μm×320 μm,相机采集速度100 Hz.系统实现角膜缘组织无外源标记情况下的细胞级分辨率三维结构和内源功能成像,FFOCT静态结构影像清晰显示角膜缘上皮、Vogt栅栏、隐窝、基质、血管及淋巴管等结构,FFOCT动态功能影像突出显示了代谢活跃细胞(角膜缘上皮细胞、免疫细胞等).结论:双模态FFOCT高分辨率成像系统可提供角膜缘微观结构和活细胞无标记内源功能可视化信息,将为角膜缘疾病的研究及临床诊疗提供全新的成像分析技术.

目的 制备仿生靶向纳米气泡IR780-红细胞膜@纳米气泡(IR780-RBCM@NBs),探讨其超声增强显影、逃避免疫监视和靶向肿瘤细胞的能力.材料与方法 从小鼠血液中提取 RBCM,通过改良薄膜水化法制备 IR780-RBCM@NBs,检测纳米气泡理化特性.使用体外自制装备检测纳米气泡超声增强显影能力,激光共聚焦荧光显微镜观察纳米气泡保留RBCM表面CD47的特性,观察巨噬细胞吞噬纳米气泡情况及后者对不同肿瘤细胞的靶向探查能力.结果 新制备的IR780-RBCM@NBs混悬液外观为乳液状,粒径约为(522.4±58.6)nm,分散性良好,显微镜下呈大小均一的球形,在纳米气泡上可以探测到 IR-780,纳米气泡具有近红外荧光成像和超声增强显影的能力.在纳米气泡表面可探测到RBCM特异蛋白CD47,该纳米气泡具有优异的逃避免疫吞噬功能和高效靶向不同肿瘤细胞的能力.结论 新制备的仿生靶向纳米气泡IR780-RBCM@NBs性能良好,能逃避免疫吞噬并高效靶向探查肿瘤,为肿瘤的分子靶向精准诊疗提供了新的思路.

目的 采用荧光示踪成像和磁示踪成像观察大鼠脑组织间液(ISF)引流路径及物质清除规律.方法 将33只雄性SD大鼠随机分为荧光示踪组(F组,n=18)和磁示踪成像组(MRI组,n=15),再细分为丘脑亚组、海马亚组和尾状核亚组.对F组大鼠注射伊文斯蓝并行心脏灌流,取脑组织制成冰冻切片,观察各亚组示踪剂引流路径;对MRI组大鼠分别于注射钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)前、后行MR扫描,对比各亚组脑区ROI信号强度,计算单位信号比值并观察其变化趋势.结果 F组大鼠丘脑、海马、尾状核IFS引流分别存在优势路径,其到达相邻脑区及全脑的时间存在均差异.MRI组注射Gd-DTPA后4 h内丘脑、海马、尾状核示踪剂清除方向性及速率有所不同,表现为丘脑及海马区示踪剂向同侧皮层及侧脑室方向引流、尾状核区示踪剂向皮层和中脑方向扩散,且相邻引流脑区示踪剂信号达峰时间存在差异.结论 光磁双模态成像显示,大鼠丘脑、海马及尾状核ISF优势引流路径及其内小分子物质清除速率均存在差异.

目的:基于18F-FET正电子发射体层成像(positron emission tomography,PET)/计算机体层成像(computed tomography,CT)双模态影像组学特征构建模型,并对成人胶质瘤的病理学分级进行非侵入性预测分析.方法:回顾并分析58例经组织病理学检查证实的未治疗成年胶质瘤患者的18F-FET PET/CT影像学数据,根据病理学分级将患者分成低级别胶质瘤组[世界卫生组织(World Health Organization,WHO)Ⅱ级,共计32例]和高级别胶质瘤组(WHO Ⅲ级13例、WHO Ⅳ级13例,共计26例).在PET、CT影像模态中分别提取105个影像组学特征参数进行分析,采用基于R语言机器学习算法的5折交叉验证最小绝对收缩与选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归分析方法,构建成人胶质瘤病理学分级的3个独立的影像组学预测模型(PET-Rad模型、CT-Rad模型和PET/CT-Rad模型),然后再采用全子集回归对影像组学预测模型进行校正.采用受试者工作特征曲线的曲线下面积(area under curve,AUC)对预测模型进行评价.结果:基于4个18F-FETPET影像组学参数建立PET-Rad模型的AUC为0.845(95％CI 0.726～0.927);基于3个CT影像组学参数构建的CT-Rad模型的AUC为0.802(95％CI 0.676～0.895);而联合3个CT和2个PET影像组学特征的18F-FET PET/CT-Rad模型的AUC为0.901(95％CI 0.794～0.964),准确度为86.21％.DeLong检验结果显示PET/CT-Rad模型优于CT-Rad模型(P=0.032).尽管PET/CT-Rad模型效能优于PET-Rad模型,但差异无统计学意义(P=0.146).构建胶质瘤病理学级别预测的PET/CT-Rad模型中,3个CT影像组学参数分别为firstorder_10Percentile、glrlm_LowGrayLevelRunEmphasis、ngtdm_Busyness,其中glrlm_LowGrayLevelRunEmphasis是最重要的预测变量,其相对重要性为30.97％;2个PET组学特征为firstorder_Maximum和ngtdm_Contrast,其相对重要性分别为21.99％、21.01％.结论:基于18F-FET PET与CT双模态影像组学特征相结合的预测模型能够有效地预测未经治疗成人胶质瘤的病理学分级,可为临床诊治决策提供依据和重要参考.