高光谱成像诊断胃癌组织研究进展

胃癌具有高发生率、高致死率的典型特征。胃癌现有诊断技术和手段无法完全满足临床需要。高光谱成像具有光谱和成像的双重功能,开始应用到胃癌检测与诊断领域。文章探讨利用高光谱成像诊断胃癌组织的潜力及前景。首先介绍高光谱成像诊断肿瘤组织的理论基础和基本流程,然后从宏观层次和微观层次综述高光谱成像诊断胃癌组织的最新研究进展。文章认为现有实验结果在一定程度上证实了高光谱成像诊断胃癌组织的科学性与可行性,但是公认的高光谱成像诊断胃癌组织的程序并未建立。因此,进一步研究工作应该在阐明分子机理的基础上构建高光谱成像诊断胃癌组织的方法体系,为胃癌早期诊断、发生发展机理研究、手术切缘判断、预后疗效监测等提供理论指导和技术支持。     

高光谱成像结合化学计量学诊断胃癌组织

目的:高光谱成像具有光谱和成像的双重功能,这种特性使得高光谱成像能够同时提供实验对象的光谱(即化学信息)和图像(即物理信息)特征。文章探讨了利用高光谱成像技术结合化学计量学方法诊断胃癌组织的可行性及科学性。方法:利用近红外高光谱成像系统获取胃癌组织及正常组织的高光谱图像,利用化学计量学从中提取肿瘤及正常组织的特征光谱并进行光谱归属,然后结合多种目标识别算法自动提取胃癌肿瘤目标,最后利用图像融合技术对识别结果进行形象直观展示,形成高光谱图像诊断胃癌组织的方法体系。结果:正常组织和癌变组织的光谱差异主要体现在950 nm~1050 nm,1150 nm~1250nm和1400 nm~1500 nm三个光谱区域。利用主成分分析降低高光谱数据维度,同时提取了6个最佳波长,即975 nm、1075 nm、1215 nm、1275 nm、1390 nm和1450 nm,利用这些波长作为端元输入可以鉴别肿瘤与正常组织,肿瘤目标检测结果与组织病理学检测结果一致。结论:在化学计量学方法的辅助下,近红外高光谱成像能够诊断胃癌组织。该方法具有客观、快速、准确、无损无创、原位等特点,具有临床应用前景。     

双光子技术在生物医学中的应用与研究进展

双光子技术在生物分子探测，医学诊断等领域具有极大的应用潜力和广阔前景，文章着重介绍了双光子技术与共焦显微镜，近场光学显微镜等显微技术相结合，对生物组织进行三维观察和成像，;它既具有亚微米甚至纳米尺度的分辨本领，图像对比度高，而且对生物样品无损伤，对国内利用双光子荧光进行癌症诊断的一种新方法也作了简要介绍。     

光纤和显微拉曼光谱结合化学计量学鉴别胃癌组织

目的:胃癌具有高发生率、高死亡率的典型特征,是严重影响人类健康的重大疾病。拉曼光谱因其无损、快速、高灵敏性、高特异性,且易与各种探针有机结合可以实现原位、活体和实时检测等特征,极具医学临床应用潜力。研究光纤和显微拉曼光谱结合化学计量学方法鉴别胃癌组织的可行性及科学性。方法:分别利用光纤拉曼和显微拉曼光谱仪获取胃癌组织及正常组织的拉曼光谱,经过平滑、基线扣除及归一化等预处理后,结合化学计量学方法,以指纹范围(800~1700 cm~(-1))的全波段拉曼光谱作为输入变量,进行主成分分析和聚类分析,同时以病理学诊断结果作为依据,从正确率、灵敏度和特异性等指标评价前述鉴别效果。结果:正常组织和癌变组织的拉曼光谱存在显著差异,拉曼光谱结合化学计量学方法鉴别诊断效果良好,显微拉曼光谱聚类分析的正确率、灵敏度和特异性分别为90.0%、91.9%和88.9%;光纤拉曼光谱聚类分析的正确率、灵敏度和特异性分别为87.8%、86.7%和88.9%。结论:拉曼光谱结合化学计量学能够鉴别胃癌组织,具有从原理到临床应用的一致性。     

小鼠双光子激光扫描显微镜活体成像窗口构建技术

双光子显微成像技术以其组织器官穿透性深、光漂白及光毒性低等独特优势,成为小动物活体光学高分辨显微成像的重要工具;但是活体状态下,由于动物的呼吸、心跳以及一些组织非自主的蠕动等使观察视野无法固定,导致图像失焦,降低实验的可重复性。成像视窗以其支持原位、实时观察及长期成像等优势,已成为双光子活体成像的重要辅助手段之一。本文主要介绍了小鼠不同脏器活体成像固定装置的设计、成像视窗的构建方法以及成像窗口在实际应用中需注意的问题等,旨在为使用者提供更多的方法参考,解决活体成像图像稳定度低、清晰度差等问题,拓宽实验种类,提高观察深度和精度。     

器官打印：快速成形技术的生物医学应用

器官打印利用快速成形原理通过计算机辅助逐层打印细胞、细胞基质及生物材料得到具有一定结构和功能的人工器官，具有补充和超越传统的基于固态支架的组织工程技术的潜力。器官打印技术具有自动化、量产化、精密化等诸多优势，并且有望实现复杂孔道结构的精确构建，以及能够进行原位打印。器官打印的最终目标是构建立体的具有脉管系统的活体人体器官，从而运用于医学研究及治疗。本文对器官打印技术的概念框架进行了阐述，对近年的研究进展和该技术面临的主要挑战进行讨论，并对其应用潜力进行展望。     

吲哚菁绿在影像医学中的应用

吲哚菁绿（ICG）是一种在近红外光谱范围内有较强吸收、毒性小、不参与体内生物转化、排泄迅速的荧光染料,是目前惟一被美国食品药品管理局（FDA）批准的,临床使用的近红外光学成像对比增强剂。由于近红外光学成像因近红外光在生物组织中具有更强的穿透能力,而且受其他因素影响较小,所以被广泛应用于功能成像和异常组织诊断的研究,在组织光学检测方面具有较大的发展前景。因此,ICG在生物医学成像、光动力治疗及病理组织检测等领域的应用持续升温。重点从临床应用角度综述了ICG在影像医学中的应用。     

双光子活体成像技术及其在免疫学中的应用

免疫应答的重要特征是运动性。双光子或多光子荧光显微成像技术以其组织器官穿透性深、光漂白及光毒性低等独特优势,成为活体内研究免疫应答过程的重要工具。本文首先介绍双光子活体成像技术的方法学原理及技术特点,随后简述其引入免疫学的历史。最后,本文重点从技术运用的角度,概括总结了双光子活体成像技术在免疫学研究中的应用。     

荧光素酶光学成像技术研究进展

活体动物体内光学成像技术的主要功能是追踪并检测标记细胞、微生物及分子在体内的活动和表达情况.该技术可以非侵入性地连续检测活体动物体内的生物学活动,其灵敏度高,使用方便、迅速,已被广泛应用于众多研究领域.就荧光素酶(Luc)光学成像技术的原理及应用进展作一综述.     

微波热声成像技术及其在乳腺癌检测及治疗中的研究进展

微波热声成像(TAI)是一种新型的非侵入、非电离式无损医学成像方式,因其同时具有超声成像的高分辨率和微波成像的高对比度优势,近年来受到广泛的关注。本综述介绍了微波热声成像的技术原理、成像系统及成像特点。以乳腺癌的检测应用研究为例,介绍了TAI的高分辨率及高对比度在解决相应临床问题中的优势,并以此说明了TAI如何在医学诊断及治疗中发挥作用。最后,本综述从多方面、多视角介绍了TAI在医学诊断中的潜在应用前景,并针对TAI技术在现有医学诊断中面临的挑战,对该技术未来研究发展态势进行了展望。     

头部组织电阻抗成像研究进展

脑部疾病和脑功能活动期间常伴随脑组织电阻抗的变化,利用电阻抗成像技术可以对大脑疾病和脑功能活动进行临床诊断和监护。首先对人体头部组织阻抗测量技术的优缺点及其在头部组织阻抗成像上的应用前景进行简介,然后重点介绍了几种基于磁场测量的电阻抗成像方法,最后给出了目前头部阻抗成像研究存在的问题及该领域下一步的研究方向。     

拉曼光镊技术在不同细胞中应用的进展

目的:引入并介绍拉曼光谱、光镊的物理原理及其工作特点.结合详细的医学研究工作,总结了拉曼光镊技术在不同细胞领域的具体应用情况.方法:采用光镊固定活细胞,同时应用激光拉曼技术对活细胞进行活细胞或细胞器的拉曼光谱测定,应用此技术俘获悬浮液中的样品,在接近生理状态下研究单个活体,如细胞、细胞器或生物大分子,对研究对象的生理生化过程可进行实时跟踪,进而对活细胞进行拉曼光谱测定.结果:光镊拉曼光谱技术从单细胞水平分析正常人红细胞和地中海贫血患者的红细胞的携氧能力和形变能力,实现对不同物种血红细胞和血小板鉴定;拉曼光谱技术在分子水平上揭示癌细胞组织结构与正常细胞组织结构之间的差异,为癌症诊断和机理分析提供重要的信息和数据:拉曼光谱技术实现了DNA分子的扭转和打结,并实现了对人类染色体操控和鉴别.结论:拉曼光镊技术是实时研究细胞生理、生化变化的快捷而有效的工具,有望成为在分子水平上对各种活细胞的检测、诊断的先进工具,具有非常广阔的前景.     

活体动物光学成像技术与应用研究

活体动物光学成像是利用生物发光及荧光技术在活体动物体内进行生物标记通过光学成像系统来监测被标记动物体内分子及细胞等的生物学过程。按发光模式可分为生物发光和荧光两类。相对于传统动物实验研究方法,具有无创、可多次重复、实时活体成像、灵敏、安全等优势,这项技术在标记活体内肿瘤活体细胞示踪、标记基因及转基因动物等方面的应用广泛。     

光声技术在癌症检测和非侵犯性诊断中的应用（英文）

目的：探讨光声技术的原理、优势及癌症临床应用前景。方法：根据肿瘤发展过程,相继介绍光声技术在肿瘤检测过程中的应用。结果：光声技术对光散射生物组织-肿瘤,能够进行无损深层探测及成像,具有其他成像技术所无法比拟的优势。结论：光声技术是一种新的发展中的成像模式,应用于生物医药并获得解剖和功能信息。它对于了解肿瘤生长、转移,癌症诊断和评测治疗功效都有着潜在的重大用途。     

PET/CT成像原理、优势及临床应用

目的:探讨PET/CT成像原理、优势及临床应用。方法:从PET/CT定义开始,相继介绍原理、主要参数、优势及临床应用。结果:PET/CT能将PET(功能代谢显像)和CT(解剖结构显像)两种先进的影像技术有机地结合在一起,让具有不同特征的影像在同一平台显示、解读、对比与分析,具有广泛的应用前景。结论:PET/CT代表了当今医学影像仪器发展的最高水平,是目前医学影像诊断技术最为理想的结合。     

电阻抗断层成像临床应用研究进展

电阻抗断层成像(EIT)是继形态、结构成像之后,于近20余年发展起来的新一代无损伤功能成像技术,具有功能成像、无损伤和医学图像监护三大突出优势,应用前景诱人.介绍这一技术在国内外临床应用研究方面的新进展.包括肺密度和含气量测量、加强保护性通气策略、乳腺癌检测、虚拟膀胱活检、急性中风神经成像和腹膜内出血监测等.     

小鼠颅骨视窗及其在光学活体脑成像研究中的应用

小鼠颅骨视窗作为一种活体光学脑成像辅助工具,以其原位表征、实时观察、长期活体脑成像等优势,成为脑部疾病及神经元突触生长等研究的重要手段之一。小鼠颅骨视窗不仅可以对颅骨下软脑膜血管及血管内红细胞流速、流态变化进行定量分析,在结合荧光标记物与光学显微镜后,还可以对脑部皮层下组织、神经细胞的变化进行清晰成像。过去数十年,科研人员利用小鼠颅骨视窗深入研究了偏头痛、阿尔兹海默症、神经突触等病理生理过程,并取得了大量突破性进展。同时,随着光学成像工具性能的提升,小鼠颅骨视窗的应用也得到了进一步拓展。本文主要介绍颅骨视窗的发展史、构建方法,结合荧光探针及光学成像方法的研究,全面总结了近年来小鼠颅骨视窗在光学脑成像研究中的应用,包括脑内重要生物分子成像、细胞成像、血管及血流成像、神经环路可塑性及神经功能成像、疾病发生机理及药物开发研究等,最后讨论了小鼠颅骨视窗在实际应用中面临的问题,并对其未来应用进行了展望。     

现代细胞生物学研究诠释三焦器官/间充质组织系统的医学实质

随着科技的进步,尤其是细胞生物学与医疗活体检测的发展,人们对人体有了更多的认识与了解,近代医学的一些科学发现与远古医学逐渐契合。本文从间充质干细胞及间充质组织系统概念阐述三焦器官的发育来源和功能及其实质,提出了三焦器官是联系人体各组织脏器、具有特殊组织结构的最大组织系统,分布于人体组织之间、器官系统之间,连接并濡养全部组织和细胞的重要场所,将人体组织器官有机合一,发挥着干细胞储备、水液代谢、养分运输、免疫调节、激素运输、信号传递的通道等功能。赵春华教授团队分选并鉴定了构成三焦结构主要功能细胞-间充质干细胞/周细胞群体,并从活体脑组织中分离到具有可收缩功能的三焦组织细胞。三焦器官联系脏腑及全身各部,通过运行气血、感应传导、相互协调,完成人体经络功能的调控。三焦器官/间充质组织系统主要负责干细胞多组织增殖分化、组织器官再生修复和功能重建,参与人体免疫监督、应答及复杂免疫网络调控作用等,发挥着神经、组织间激素、内分泌调节及组织代谢的系统性调节功能。     

生物敏感MRI造影剂的研究新进展

<正>磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)以其非侵入性,无辐射损伤,无骨质伪影,安全性好,空间分辨率和对比度高,可向任意方位断层扫描等技术灵活性,成为了临床医学诊断的重要手段。但是,某些不同组织或肿瘤组织的弛豫时间差别较小,成像时很难获得足够的信号差,造成MRI诊断困难,不能进行动态扫描和测定器官的功能等缺陷,因此需在被检测对象中加入一类能改变氢质子弛豫时间的物质来提高磁共振成像的敏感性和分辨率,这种物质被称为磁共振成像造影剂。临床上50%以上的磁共振扫描需     

光学相干层析成像技术与医学应用

光学相干层析成像(optical coherence tomography,OCT)是近年来发展较快的一种新型成像技术,能对生物组织内部的微观结构进行高分辨率的横断面层析成像,具有快速、非侵入及高分辨率等特点,对在体生物组织的微观结构分析和疾病诊断等方面具有重要的应用价值。我们简要介绍了光学相干层析成像工作原理,及在生物组织测量及医学等方面的应用。