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利用極化靈敏光學同調斷層攝影術偵測早期口腔癌病變: 小鼠模式

為了解決口腔癌分期照片的問題，作者李泓毅 這樣論述：

目錄中文摘要 i英文摘要 ii致謝 iii目錄 iv圖目錄 vi表目錄 ix第 1 章 緒論 11.1 光學同調斷層掃描術簡介 11.2 口腔癌簡介 21.3 口腔癌臨床診斷方式 41.4 單模光纖掃頻式極化靈敏光學同調斷層掃描術架構 51.5 光學同調斷層掃描應用檢測癌症文獻回顧 61.6 研究動機與目的 101.7 論文架構 11第 2 章 理論背景與介紹 122.1 掃頻式OCT與極化靈敏OCT 122.1.1 掃頻式OCT簡介與

干涉原理 122.1.2 掃頻式極化靈敏光學同調斷層掃描術 162.2 光學同調斷層掃描術解析度 202.2.1 縱向解析度 222.2.2 橫向解析度 232.3 極化與雙折射 262.3.1 極化 262.3.2 雙折射 272.4 光彈效應 292.5 數值化色散補償 29第 3 章 實驗架構與方法 333.1 動物實驗 333.2 光學系統架構介紹 353.3 架構元件 363.4 掃描方式 383.5 訊號

擷取、處理方法與流程 403.6 PS-OCT極化校正方式 433.8 影像轉換與優化的方式 463.9 深度參數影像量化方式 47第 4 章 實驗結果與討論 504.1 早期口腔癌癌前病變二維影像觀察 504.2 早期口腔癌癌前病變檢測(三維影像重建) 55第 5 章 結論與未來展望 69參考文獻 72圖目錄圖 2 1 離散反射內部結構的樣品模型 13圖2 2 A-scan訊號中三個干涉項:1.直流項(DC term) 2.交互干涉項(Cross-correlation Terms) 3.自

相干項(Auto-correlation Terms)[29] 15圖 2 3 傳統的PS-OCT架構圖，P:極化器、BS:分光鏡、PBS:極化分光鏡、QWP:四分之一波長延遲片、RM:參考端鏡。 17圖 2 4 空間解析度瑞利準則示意圖 21圖 2 5 不同位置量測的縱向解析度 23圖 2 6 橫向解析度與景深於不同NA值的關係。 24圖 2 7 USAF 1951 解析度測試片 24圖 2 8 掃描USAF1951測試片重組為enface影像 25圖 2 9 第六組的訊號強度影像 26圖 2 10 各向同性與各向異性材料的晶體結構

[31] 27圖 2 11 方解石晶體光路[31] 28圖 2 12軟體數值色散補償之訊號處理流程圖[33] 31圖 2 13 眼底視網膜層狀結構影像 (a)未做色散補償，(b)硬體色散補償，(c)數值色散補償。[33] 32圖 3 1 小鼠固定方式(正常照片/螢光激發照片) 34圖 3 2 犧牲老鼠後取出的舌頭、舌根(從左至右分別為食道、舌尖、舌根)。 34圖 3 3 光纖式掃頻極化靈敏光學同調斷層掃描術。 35圖 3 4 X、Y軸振鏡掃描方式。 39圖 3 5 掃瞄範圍 39圖 3 6 訊號處理流程圖 40圖 3 7 利用A

TS9360擷取卡MZI signal上升緣的Clock對單一條A-line做重新取樣。 41圖 3 8 LabVIEW 擷取影像、訊號程式。 43圖 3 9 量測SNR(藍色為無經過直流阻斷器橘色為經過直流阻斷器) 44圖 3 10 PS-OCT架構相位延遲角量測。 45圖 3 11影像計算(a) 反射強度影像(b) 相位延遲角影像 (scale bar Y: 1mm) 46圖 3 12 影像品質提升(a)平均20張影像(b)去背景影像(c)4張鄰近平均強度影像(d)4張平均相位延遲影像(e)Wiener filter強度影像(f) Wiener filt

er 相位延遲影像(scale bar Y:1mm) 47圖 3 13 定量組織雙折射特性演算法流程圖 48圖 3 14 (a)二值化影像 (b)通過中值濾波去除條紋 (c)二值化後第一個值找到邊界 (d)設定分析深度 (e)將影像組織表面拉平 (f)通過低通濾波做回歸分析 49圖 4 1 正常老鼠舌頭 (a) 強度影像 (b) 相位延遲影像(scale bar: X:200m Y: 1mm) (c) 病理切片(X5)。 51圖 4 2 增生階段上皮層無相位延遲(a)強度影像(b)相位延遲影像，增生階段上皮層有相位延遲(c)強度影像(d)相位延遲影像。(scale

bar: X:200m Y: 1mm) 52圖 4 3 異常增生階段乳突狀瘤"內部"有相位延遲(a)強度影像(b)相位延遲影像(scale bar: X:200m Y: 1mm)；異常增生階段乳突狀瘤"周圍"有相位延遲(c)病理切片(X5)(d)強度影像(e)相位延遲影像(scale bar: X:200m Y: 1mm) (f)病理切片(X5)。 53圖 4 4 原位癌階段的腫瘤內部相位延遲(a)強度影像(b)相位延遲影像(scale bar: X:200m Y: 1mm) (c)病理切片(X5)。 54圖 4 5 16週正常組小鼠 (a) Enface雙折射係

數影像，舌尖(b) Enface雙折射係數影像，舌根(c)一般照片(d)螢光激發照片 56圖 4 6 20週正常組小鼠 (a) Enface雙折射係數影像，舌尖(b) Enface雙折射係數影像，舌根(c)一般照片(d)螢光激發照片 56圖 4 7 24週正常組小鼠 (a) Enface雙折射係數影像，舌尖(b) Enface雙折射係數影像，舌根(c)一般照片(d)螢光激發照片 57圖 4 8 28週正常組小鼠 (a) Enface雙折射係數影像，舌尖(b) Enface雙折射係數影像，舌根 (c)一般照片(d)螢光激發照片 58圖 4 9 16週 前癌期小鼠

(a) Enface雙折射係數影像，舌尖(b) Enface雙折射係數影像，舌根(c)一般照片(d)螢光激發照片。 58圖 4 10 20週前癌期小鼠 (a) Enface雙折射係數影像，舌尖(b) Enface雙折射係數影像，舌根(c)一般照片(d)螢光激發照片。 59圖 4 11 20週 前癌期小鼠 (a) Enface雙折射係數影像，induced2，舌根(b) Enface雙折射係數影像，induced4，舌根 (c)一般照片(d)螢光激發照片。 60圖 4 12 24週 前癌期小鼠(a) Enface雙折射係數影像 (b)一般照片(c)螢光激發照片。 60

圖 4 13 24週 前癌期小鼠(a) Enface 雙折射係數影像，舌尖 (b) Enface 雙折射係數影像，舌下(c)一般照片(d)螢光激發照片。 61圖 4 14 24週實驗組小鼠(a) Enface 雙折射係數影像，舌尖 (b) Enface 雙折射係數影像，舌下(c)一般照片(d)螢光激發照片。 61圖 4 15 28週 前癌期小鼠(a) Enface 雙折射係數影像，舌根，induced1 (b) Enface 雙折射係數影像，舌根，induced2(c)一般照片(d)螢光激發照片。 62圖 4 16 28週 前癌期小鼠(a) Enface 雙折射係數影

像，舌尖，induced3 (b) Enface 雙折射係數影像，舌根，induced4 (c)一般照片(d)螢光激發照片。 63圖 4 17 20週 前癌期小鼠 (a) Enface 雙折射係數影像，舌根 (b) 一般照片 (c) 螢光激發照片。 63圖 4 18 16~20週前癌期組織Enface雙折射係數影像與病理切片影像邊界對照圖(a) Enface 雙折射係數影像 (b) H&E病理切片影像 66圖 4 19 正常組與異常組(前癌期)小鼠ROI斜率比較圖。(Normal N=8，Abnormal N=17) 68圖 4 20 正常組與異常組(前癌期)小鼠標準

差比較圖。(Normal N=8，Abnormal N=17) 68圖 4 21 24週實驗組小鼠 (a)血管影像 (b) Enface相位參數影像 70圖 4 22 28週實驗組小鼠 (a)血管影像 (b) Enface相位參數影像 70表目錄表 1 1 AJCC-TNM癌症分期系統 3表 2 1 USAF 1951 解析度測試片之參照表 25表 3 1 Axsun Swept Source雷射規格 37

腫瘤深度及病理學變項對T1, T2舌鱗狀上皮細胞癌之頸部淋巴結轉移的評估

為了解決口腔癌分期照片的問題，作者賴悠仕 這樣論述：

台灣地區口腔癌患者，於近年來有逐漸增加的趨勢。而且男性增加最多的癌症即為口腔癌，其中主要與男性之吸菸、嚼檳榔與飲酒行為有關。在台灣，口腔癌更成為青壯年男性最常見罹患的癌症。根據近年來的研究報告中指出，舌上皮細胞癌發生率，不管在世界其他各國或是台灣，都是所有口腔癌中最高。所以舌鱗狀上皮細胞癌的預防及治療評估應該更加被重視及研究。 以頭頸部鱗狀上皮細胞癌的預後因子而言，是否頸部淋巴結轉移佔了十分重要的影響地位，所以選擇適當的頸部淋巴結治療處理，也成為癌症醫療的關鍵。由於口腔舌部分擁有豐富的淋巴引流，故具有更高頸部淋巴結轉移的機會。然而，對低風險性(T1, T2)舌鱗狀上皮細胞癌，且臨床上頸

部顯示無淋巴結轉移的病患而言，是否予以頸部淋巴結治療，並無可靠的依據。導致可能於初次治療計畫時，發生頸部淋巴結過度或不足的治療評估 故此研究以舌鱗狀上皮細胞癌病患原發處腫瘤手術之組織發現，來分析此些病理變化對於癌細胞頸部轉移的影響程度大小。其中，以腫瘤侵犯深度的勝算比最高。再求得一評分預測模式：預測分數=2.694×腫瘤深度+1.814×腫瘤淋巴血管侵犯+1.175×腫瘤神經周邊侵犯及預測分數2.7427。以此來作為T1, T2舌鱗狀上皮細胞癌病患之頸部淋巴結轉移可能性判斷依據時，敏感度為91.2%；特異性為65.4%。與單純考慮腫瘤深度及傳統T-stage做比較，都有較佳的診斷率。 所以

，用此研究統計所得的評分預測模式，可以針對低風險性(T1, T2)舌鱗狀上皮細胞癌病患，是否頸部淋巴結轉移的判斷，提供一個有效且可靠的評估，以減少不必要的頸部淋巴結廓清手術所帶來的併發症風險和醫療浪費。