-
傅里叶变换衰减全反射红外光谱检测血液样本在疾病筛查及诊断的应用进展
编辑人员丨1周前
傅里叶变换衰减全反射红外(attenuated total reflection Fourier transform infrared,ATR-FTIR)光谱技术以其快速、准确、无创的特点,在生物医学领域尤其是临床血液学检验中显示出巨大潜力.该技术记录样本中分子的振动光谱,提供生物样品内核酸、蛋白质和脂质的化学结构信息,可用于疾病筛查和诊断.ATR-FTIR光谱技术在地中海贫血、艾滋病毒感染、乳腺癌、卵巢癌和脑瘤等疾病中的研究现状和发展情况,提示该技术结合化学计量学方法可实现疾病的快速筛查、诊断与鉴别诊断.ATR-FTIR光谱技术与偏最小二乘法回归模型相结合,以定量法分析人外周血样品中平均红细胞血红蛋白含量、平均红细胞体积和血红蛋白等地中海贫血筛查指标,筛查地中海贫血的灵敏度、特异度分别达到100.0%和95.3%.采用ATR-FTIR光谱技术,基于遗传算法的线性判别分析法,分析血液样本红外图谱中1 653 cm-1(酰胺Ⅰ带)、1 558 cm-1(酰胺Ⅱ带)、1 506 cm-1(环基)和901 cm-1(磷酸二酯伸缩带)处的特征峰,对人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染孕妇血液样本的辨别准确率为89%,灵敏度、特异度分别为83%、92%.采用主成分回归(principal component regression)法对乳腺患者血液ATR-FTIR光谱进行识别,其灵敏度与特异度高达92.3%与87.1%此外,ATR-FTIR光谱技术还可应用于生物医学领域的其他方面,如细胞和组织学样本的检测、疾病严重程度的分类等.ATR-FTIR光谱技术展现出广阔的应用前景,但仍面临环境干扰、样本污染等挑战.未来,随着ATR-FTIR光谱技术的优化、发展,其有望在更多疾病的临床血液学检验中发挥重要作用.
...不再出现此类内容
编辑人员丨1周前
-
ATR-FTIR技术在面部敏感性皮肤角质层成分分析中的应用研究
编辑人员丨1周前
目的:利用衰减全反射傅里叶变化红外光谱仪(ATR-FTIR)分析敏感性皮肤与正常皮肤角质层成分的差异,探讨该技术在敏感性皮肤发生机制研究中的应用价值。方法:自2018年12月至2019年2月,招募在上海市居住≥ 6年的148例志愿者,通过问卷调查、乳酸刺痛试验和辣椒素试验,将受试者分为正常皮肤组和敏感性皮肤组;同时,记录乳酸刺痛试验和辣椒素试验中受试者的总刺痛评分和总灼痛评分。应用ATR-FTIR检测角质层成分,包括天然保湿因子(NMF)、角质层脂质、游离脂肪酸(FFA)和β/α比值;同时应用其他无创技术测量经表皮失水率(TEWL)、角质层含水量、角质层脂质、皮肤pH值和3种周围感觉神经纤维的电流感觉阈值和浅表皮肤血流灌注量等皮肤生理参数。分析角质层成分与总刺痛评分和总灼痛评分的Spearman相关系数,以及与皮肤生理参数的Pearson相关系数。结果:73例志愿者完成全部试验,其中敏感性皮肤组34例,男15例,女19例,年龄(41.8 ± 8.9)岁;正常皮肤组39例,男19例,女20例,年龄(42.8 ± 9.4)岁。敏感性皮肤组和正常皮肤组角质层NMF分别为30.90 ± 7.38、37.01 ± 8.77( t = 3.193, P < 0.01),FFA分别为14.90 ± 6.75和20.45 ± 11.76( t = 2.422, P < 0.05),β/α值分别为3.17 ± 1.03和2.67 ± 0.56( t = -2.595, P < 0.05),角质层脂质两组差异无统计学意义( t = 1.458, P > 0.05)。皮肤生理参数中,敏感性皮肤组TEWL显著高于正常皮肤组( t = -3.496, P < 0.001),而5 Hz电流感觉阈值和表皮致密度显著低于正常皮肤组( P < 0.05),角质层脂质差异无统计学意义( P > 0.05)。相关分析显示,NMF、FFA和β/α与TEWL( r值分别为-0.405、-0.562、0.503,均 P < 0.01)和总刺痛评分( rs值分别为-0.401、-0.285、0.316, P < 0.01或0.05)均呈良好的相关性,同时,表皮致密度与NMF( r = 0.402, P < 0.01)和β/α比值( r = -0.369, P < 0.05)也呈良好的相关性。但NMF、FFA和β/α与角质层脂质、3种感觉神经纤维的电流感觉阈值、浅表皮肤血流灌注量及表皮厚度之间均无相关性(均 P > 0.05)。 结论:敏感性皮肤与正常皮肤角质层NMF、FFA和β/α存在显著差异,且NMF、FFA和β/α与部分角质层屏障功能生理参数之间具有良好的相关性。因此,ATR-FTIR是一种有效评价敏感性皮肤屏障功能的手段。
...不再出现此类内容
编辑人员丨1周前
-
视乳头色素细胞瘤多模式成像一例
编辑人员丨1周前
患者,女,67岁,因"双眼干涩、疲劳"于2018年5月17日就诊于温州医科大学附属眼视光医院杭州院区。患者无全身重大疾病史,无特殊家族遗传病史,父母非近亲结婚。眼科专科检查:裸眼视力:右眼0.6,左眼0.3;最佳矫正视力:右眼+2.00 DS=0.9,左眼+1.75 DS=0.9。眼压:右眼:9.9 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),左眼8.3 mmHg。双眼眼前节正常,晶状体轻度混浊,眼底检查示右眼鼻侧视乳头见一约1/3 PD大小隆起的棕黑色病灶,边界清晰(见图1A);左眼眼底未见明显异常。辅助检查:B超检查显示右眼视乳头上见一均质的、高反射信号的团灶(见图1C)。多波长炫彩成像检查示病灶呈自视乳头中央至鼻侧的隆起团灶(见图2)。光学相干断层扫描(OCT)示视乳头上神经纤维层呈帽状隆起,其下见高反射灶,瘤体与神经纤维层间见许多大小不一的高反射点,瘤体深部的大部分区域被色素遮蔽无法显影(见图3)。荧光素钠眼底血管造影(FFA)示早期视乳头鼻侧瘤体内见细小血管,晚期轻度荧光增强。吲哚箐绿眼底血管造影(ICGA)示视乳头鼻侧早期及晚期均为低荧光(见图4)。血流成像光学相干断层扫描(OCT angiography,OCTA)检查示视乳头鼻侧肿瘤内见血管网(见图5)。多光谱成像(MSI C2000,深圳盛达同泽科技有限公司)分别在550、680、780、850 nm光谱均可清晰显示肿瘤的边界(见图6)。视野检查未见明显异常(见图7)。结合患者体征、辅助检查及临床表现,诊断为右眼视乳头色素细胞瘤(Optic disk melanocytoma,ODM)。予患者随访观察,随访25个月后,右眼视力无变化,瘤体未见明显增大或其他改变。
...不再出现此类内容
编辑人员丨1周前
-
功能性近红外光谱技术在运动控制及其障碍中的研究进展
编辑人员丨1周前
功能性近红外光谱(fNIRS)作为一种新兴的脑观测技术,在检测与运动相关的脑活动时具有优势,此前多被应用于心理、情感等领域。本文就fNIRS在运动控制及其障碍中的研究进展作一综述,包括姿势保持、节律运动、反射与被动运动、随意运动、运动想像等方面,旨在为相关研究提供可行方向。
...不再出现此类内容
编辑人员丨1周前
-
进展期年龄相关性黄斑变性成像模式及应用专家共识(2024)
编辑人员丨1周前
进展期年龄相关性黄斑变性(AMD)病理改变以外层视网膜萎缩和变薄,视网膜色素上皮变性、增生或萎缩以及黄斑新生血管为主,包括地图样萎缩和湿性AMD,严重危害患者视力。目前,检测、量化和监测进展期AMD的眼底成像模式主要包括彩色眼底照相、眼底自发荧光、眼底近红外反射、眼底光学相干断层扫描成像、荧光素眼底血管造影和吲哚菁绿血管造影等。近年来发展的眼底成像模式包括眼底光学相干断层扫描血管成像、炫彩眼底成像、广角照相成像和多光谱成像等,也广泛应用于进展期AMD的成像检查。这些进展期AMD成像模式的最优化选择对于检测、量化和监测进展期AMD至关重要,并可能会影响相关临床诊疗的时效和成本。目前,进展期AMD成像面临的主要挑战是成像方案的选择和图像分析算法技术的研究。然而,国内外在检测、量化和监测进展期AMD的传统及当代先进的成像模式方面尚未达成共识。因此,本共识专家组就进展期AMD的各种成像模式进行了系统性讨论,在大量临床病例进行大样本分析的基础上,评估了各种成像模式的优缺点,并对每种成像模式在进展期AMD未来研究中的作用进行了系统总结。本共识专家组针对进展期AMD诊断和监测的不同阶段,结合经济效益成本分析,提出了各种适用技术的选择方法建议。
...不再出现此类内容
编辑人员丨1周前
-
电子膀胱软镜下膀胱肿瘤整块切除术联合辅助治疗对T 2期膀胱癌保膀胱综合治疗的可行性
编辑人员丨1周前
目的:探讨窄光谱成像(NBI)电子膀胱软镜下膀胱肿瘤整块切除术(ERBT)+术后免疫联合化疗治疗T 2期膀胱癌的可行性。 方法:回顾性分析2019年3月至2022年1月安徽医科大学第二附属医院收治的16例pT 2N 0M 0期膀胱癌患者的临床资料。患者均为男性,中位年龄63(56,73)岁。既往有吸烟史9例,合并高血压病5例、糖尿病3例、心脏病2例。美国麻醉医师协会分级≤Ⅱ级12例,Ⅲ级4例。术前组织活检结果均为尿路上皮癌。全麻,患者取截石位,均接受NBI电子膀胱软镜下ERBT。术中电子膀胱软镜在NBI模式下可见肿瘤呈棕色,周围正常黏膜呈青色。以铥激光距肿瘤基底边缘约1.0 cm处开始剜除,剜除深度达肌层外浆膜(蜂窝脂肪组织),整块切除肿瘤,使用一次性内镜网篮取出标本后标记基底部送病理检查。术后1周,病理检查证实肿瘤分期为T 2期。开始替雷利珠单抗联合吉西他滨+顺铂(GC)方案治疗4个周期,然后所有患者均行二次ERBT,电切部位包括首次手术瘢痕处和其他可疑占位。记录两次手术的时间、出血量、并发症等。记录病理完全缓解(pCR)率和病理降期率,随访肿瘤复发情况。 结果:本研究16例的两次手术均顺利完成。两次术中均无明显闭孔反射和出血,发生1级穿孔4例,无≥2级膀胱穿孔。术后30 d内2例发生并发症,分别为血尿1例,膀胱刺激征1例。治疗结束后总pCR率和总病理降期率均为100%。中位随访13(6,36)个月,复发1例。结论:NBI电子膀胱软镜下ERBT的操作视野清晰,膀胱穿孔和出血等并发症少。术后联合免疫+化疗方案对T 2期膀胱癌行保膀胱综合治疗的效果肯定,临床可行性较高。
...不再出现此类内容
编辑人员丨1周前
-
基于无人机多光谱实测数据的草地生物量反演模型比较
编辑人员丨3周前
应用无人机近地面遥感技术估算草地生物量是目前较热门的方法,但构建的反演模型类型、变量、算法差异较大.通过在内蒙古锡林郭勒获取的无人机多光谱影像提取出波段反射率、植被指数等变量,与实际获取的地面样方调查数据结合,构建并对比了 8种最常用的参数与非参数方法构建的草地地上生物量预测模型,评估不同模型的精度和建模变量,以期能够优化得到最佳预测模型.研究结果表明8种模型中参数模型精度相对较低,非参数模型具有更高精度;参数模型中多变量的广义线性模型优于线性、对数和指数这3个参数模型;非参数模型中K近邻、支持向量机、极端梯度提升和随机森林4种模型的决定系数R2都大于0.7,但随机森林模型相对更稳健,且模型变量数最少.建模变量中归一化植被指数和红波段反射率变量对生物量估算作用较大.综上,随机森林模型是较适用于内蒙古锡林郭勒地区草原无人机近地面遥感技术估算草地生物量的模型,然而在超参数调整、算法优化,以及植被多源变量筛选等方面还需要更深入的研究.
...不再出现此类内容
编辑人员丨3周前
-
不同粒径湿地土壤高光谱特征及碳氮磷含量反演模型研究
编辑人员丨3周前
河流湿地是非常重要的湿地类型,其中河流湿地土壤能够有效维持河流湿地生态系统的稳定性.土壤碳氮磷是支撑湿地土壤质量和植被生长的关键营养元素,利用高光谱遥感数据对其进行估算对实现湿地土壤养分信息的快速和准确检测具有重要意义.土壤粒径作为土壤最重要的属性之一,对土壤样本的光谱反射率有着重要影响,并且是影响土壤结构、阳离子交换能力、植物养分可用性等的重要因素.以陕西黄河湿地省级自然保护区为研究区,于2022年8-9月采集477份湿地表层土壤样本,经过室内过筛处理后得到1.0 mm、0.3 mm、0.2 mm、0.1 mm四种不同粒径的土壤样本.基于原始光谱数据及一阶微分转换光谱数据对土壤碳、氮、磷含量建立不同粒径的偏最小二乘回归、随机森林、高斯过程回归3种预测模型,比较建模R2以及RMSR选择最优模型,并筛选敏感波段构建模型进行评价.研究结果显示:(1)光谱反射率数值随土壤粒径的减小而增大,0.1 mm粒径的预测模型相比于其他粒径始终有着更好的精度;(2)基于一阶微分光谱建立的土壤有机碳、全氮、全磷含量估算模型均具有更高的精度;(3)基于敏感波段建立的偏最小二乘回归模型,建模R2范围0.62-0.98,验证R2范围0.36-0.94,相比其他模型具有更优秀更稳定的反演效果.研究结果表明通过控制土壤粒径建立土壤碳、氮、磷含量的估算模型是可行的,选择合适的粒径大小能够提高反演模型估算精度.而偏最小二乘回归作为具有较高精度的反演模型可以帮助提高模型的稳定性和预测能力,从而更准确地估算土壤中的碳、氮、磷含量.研究结果为基于高光谱遥感的不同粒径处理的湿地表层土壤碳、氮、磷定量反演提供坚实的理论支撑与技术支持.
...不再出现此类内容
编辑人员丨3周前
-
利用CARS算法联合协变量估算盐碱农田土壤水分和有机质含量
编辑人员丨1个月前
快速获取土壤含水率(SMC)和土壤有机质(SOM)含量对于盐碱农田土壤的改良利用至关重要.本研究基于河套平原农田土壤野外高光谱反射率和土壤属性实测数据,对原始光谱反射率(Ref)进行标准正态变量(SNV)转换后,采用竞争性自适应重加权采样算法(CARS)筛选敏感波段,然后分别以Ref、Ref-SNV和Ref-SNV+土壤协变量(SC)及数字高程模型(DEM)作为建模输入变量的策略Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,基于随机森林(RF)和轻梯度提升机(LightGBM)建立SMC和SOM估算模型,并对模型精度进行验证和对比.结果表明:经CARS筛选后,SMC和SOM敏感波段压缩至全波段的3.3%以下,有效优化波段选择,减少了冗余光谱信息.与LightGBM模型相比,RF模型在SMC和SOM估算中精度更高,输入变量策略Ⅲ优于Ⅱ和Ⅰ,辅助变量的引入有效提升了模型的估算能力.综合分析,基于策略Ⅲ-RF的SMC估算模型验证决定系数(Rp2)、均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)分别为0.63、3.16和2.01,基于策略Ⅲ-RF的SOM估算模型Rp2、RMSE和RPD分别为0.93、1.15和3.52,策略Ⅲ-RF模型是估算土壤水分和土壤有机质的有效方法.研究结论可为盐碱农田土壤水分和有机质含量快速估算提供新方法.
...不再出现此类内容
编辑人员丨1个月前
-
基于近红外光谱技术绿色快速预测前胡中白花前胡甲素含量
编辑人员丨2024/7/20
目的:基于近红外光谱技术(NIRS)建立前胡中白花前胡甲素的定量模型,实现对前胡质量的绿色快速评价.方法:运用高效液相色谱法(HPLC法)测定130份前胡样品的白花前胡甲素含量并采集其漫反射NIRS光谱,采用标准正态变换(SNV)法预处理光谱,并基于最小偏二乘回归法(PLS)建立前胡中白花前胡甲素的定量校正模型.结果:此模型校正集的均方根误差和相关系数分别为0.1047和0.9380,交叉验证的均方根误差和相关系数分别为0.1230和0.9180,预测集的均方根误差和相关系数分别为0.1251和0.8815.从此模型的校正集、预测集以及交叉验证结果来看,模型具有很高的预测精度.结论:此研究使用NIRS技术所建前胡的定量模型稳定可靠,可实现对市场前胡的质量的绿色快速鉴别,并为维护消费者利益和临床使用安全性,提供了科学依据.
...不再出现此类内容
编辑人员丨2024/7/20