傅里叶变换红外光谱体表无创探测乳腺肿瘤

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪联合衰减全反射(ATR)探头的中红外光导纤维对46名健康志愿者及113名乳腺肿物患者的体表皮肤进行无创红外光谱测定, 并从分子水平比较、分析了正常乳腺和有肿物乳腺体表皮肤的红外光谱特征. 结果表明, 健康志愿者乳房皮肤8个FTIR光谱测定部位的图谱趋于一致; 正常乳腺体表与有肿瘤乳腺体表的吸收峰差异明显, 而1080 cm^-1处核酸相关吸收峰的变化对鉴别肿瘤的良、 恶性有重要意义.     

衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术的临床应用研究进展

系统回顾了衰减全反射傅里叶变换红外光谱(attenuated total reflection Fourier transform infrared, ATR-FTIR)技术在临床医学领域中的应用研究进展。ATR-FTIR光谱技术具有实时、简单、无创扫描生物组织样品的优势,通过结合多模式识别统计学方法并对照临床及病理学诊断结果,可对生物组织样本进行判别分析。目前,对甲状腺、乳腺,以及肺组织等新鲜离体组织的光谱学检测中,ATR-FTIR技术可达到较高的判别敏感性、准确性与特异性;尤其在对甲状腺和乳腺疾病患者的前哨淋巴结活检的研究中,应用ATR-FTIR技术,可对良、恶性组织进行敏感性、准确性与特异性均较高的鉴别研究,对辅助临床诊断具有潜在的重要价值。此外,利用ATR-FTIR光谱技术对生物体液进行光谱分析并进一步诊断疾病的研究也在逐步开展。由于血清中所含成分的改变对于提示疾病状况具有重要价值,因而血清ATR-FTIR光谱学诊断方法成为研究热点,已有应用ATR-FTIR技术对脑胶质细胞瘤、心肌梗死、肾衰、阿尔茨海默病、卵巢癌与子宫内膜癌等多种疾病进行分析的研究报道。目前已可通过ATR-FTIR技术对卵巢癌进行疾病分期的判别诊断,该技术有望成为卵巢癌筛查的重要方法。由于血清ATR-FTIR光谱学技术具有检测快速、判别准确、性价比高等优势,有望成为今后生物医学发展的重要方向之一。     

甲状腺癌转移性淋巴结的红外光谱研究

联合运用衰减全反射(attenuated total reflectance,ATR)探头与FTIR光谱仪,测定了新鲜离体的甲状腺癌转移性颈部淋巴结20枚和非转移性淋巴结69枚的FTIR光谱,比较两组光谱13个谱带的峰位及相对峰强等28个指标,找出甲状腺癌转移性淋巴结光谱的特征。与非转移性淋巴结相比,转移性淋巴结光谱中与蛋白、脂质、糖类、核酸相关的谱带均发生了明显的变化,具体如下：(1)与蛋白质相关的谱带的相对峰强I_{3 280}/I1 460(P=0.029),I_{1 640}/I_{1 460}(P=0.019),I_{1 546}/I_{1 460}(P=0.004)均显著升高;(2)脂类相关的相对峰强I_{1 743}/I_{1 460}显著降低(P=0.026),而I_{1 400}/I_{14 60}则明显增高(P=0.001);(3)与糖类相关的1 165与1 120 cm-1处峰位P_{1 165}(P=0.019),P_{1 120}(P=0.000)发生明显蓝移(向高波数移动),相对峰强I1 165/I_{1 460}显著降低(P=0.006);(4)与核酸相关的1 085 cm-1处峰位P_{1 085}发生明显地红移(向低波数移动)(P=0.029);(5)其他指认未明的谱带的相对峰强I_{1 303}/I_{1 460}(P=0.008),I_{1 303}/I1 240(P=0.039)均明显升高。与非转移性淋巴结光谱相比较,甲癌转移的淋巴结光谱在多个谱带的峰位或相对峰强方面存在显著的差异。FTIR可应用于术中甲状腺癌转移性淋巴结的探测。     

红外光谱技术在医学中的应用

系统回顾了过去50余年中红外光谱技术的发展创新及在生物医学领域中的研究应用。傅里叶变换红外光谱技术已从对单个细胞水平结构构成与形态的研究进展到组织水平。现代红外光谱技术联合成熟的模式识别技术与组织微阵列技术,为平行大规模测定分子结构提供了可能。此外,红外光谱技术的临床应用为良恶性肿瘤的判别提供了可信的参考依据,并可准确判别甲状腺、乳腺、胃肠道及腮腺等组织的良恶性,具有极广泛的应用前景。     

肿瘤临床诊断的红外光谱新方法

报道了作者近年来利用红外光谱法检测肿瘤组织的阶段性研究进展。在比较研究了不同红外光谱方法的基础上,发现衰减全反射红外光谱法的检测结果与病理检验结果符合很好。该方法可直接测量冰冻和手术切除的新鲜离体肿瘤组织,测试简便,符合快速诊断的要求。另外,作者将中红外光纤和衰减全反射光谱测量方法相结合,实现了手术过程中原位、在体和实时检测肿瘤组织。累计研究了包括腮腺、颌下腺、食道、胃、肠、肝、胆囊、肾、乳腺、肺、甲状腺等十几种肿瘤和相应的正常组织。与病理诊断结果进行对照,红外光谱法诊断符合率在90％以上,表明该方法的普适性和准确性。     

中红外光纤光谱法用于甲状腺肿物的体表、 在体及离体检测研究

本文对一些甲状腺患者的肿瘤组织分别进行了体表、术中在体和离体光谱检测研究,探讨了中红外光纤光谱法对甲状腺肿瘤进行无创体表检测的可能性,对术中红外光谱快速判断组织良恶性的规律性进行了系统研究.     

傅里叶变换红外光谱法用于体表无创性检测乳腺肿瘤的研究

乳腺肿瘤是女性常见的疾病之一,其中乳腺癌的发病率在女性恶性肿瘤中占首位,并且发病率呈不断增加的趋势,严重危害妇女的身体健康．乳腺癌的早期诊断和治疗是提高乳腺癌患者整体生存率的关键．目前大多采用传统的X线、超声、CT和核磁共振等技术进行影像诊断,这些诊断方法需要等到肿块形成具有占位效应时才能检测出来．而振动光谱法是分子结构变化的灵敏探针,它在癌症形成的初级阶段即可观察到分子结构的改变,因此傅里叶变换中红外光谱技术有可能发展成为一种无损伤、快速和方便的肿瘤早期诊断方法．     

蒙特卡罗模拟重建组织的自体荧光光谱

分别以一个双层的正常胃肠壁模型(包括正常粘膜层和粘膜下层)和一个双层的癌变胃肠壁模型(包括癌变粘膜层和粘膜下层)为研究对象，通过蒙特卡罗模拟计算出每层组织产生的荧光，从而重建出正常和癌变组织的自体荧光光谱，并和实验结果进行了比较。理论重建的光谱和实验测得的光谱在整体形状上的一致性表明，蒙特卡罗方法能够精确地模拟组织中荧光的产生和传输过程，明确解释癌变导致的组织生荧团信息的变化，从而确定组织是否发生病变。     

中红外光纤技术用于肿瘤在体原位诊断的研究

本文采用傅里叶变换红外光谱法与中红外光纤及ATR探头联用,首次实现了肿瘤组织的在体原位检测,即在有血液循环的活体组织中获得了具有很好信噪比的中红外光谱。实验结果表明在体原位的正常和肿瘤组织的光谱特征同我们先前液氮冰冻样品以及新鲜离体检测的结果是相似的,即符合液氮和新鲜离体样品研究中所得到的鉴别癌症与正常组织光谱变化规律,例如图1所列出的肠癌的原位在体光谱,与离体癌变组织光谱相似,这一创新结果表明中红外光纤-红外光谱仪联用可能发展成一种外科手术中无损、快速、准确的在体检测的方法。     

胃和结直肠癌的傅里叶变换红外光谱研究

利用傅里叶变换红外光谱仪及带ATR探头的中红外光纤系统测定了手术切除的胃癌、结直肠癌及相应的正常组织共31对标本粘膜面的反射红外光谱. 结果表明, 与正常组织相比, 癌组织的红外光谱发生明显变化: (1) 与脂类相关的谱带2955, 2920, 2870, 2850和1740 cm-1出现几率明显低于正常组织(P<0.001), I1460/I1400(I为峰强度)明显降低(P<0.001), 表明癌组织的脂类相对含量降低; (2) 与蛋白质相关谱带N—H和O—H明显红移(P=0.025), 表明N—H和O—H的氢键化程度增加, 癌组织的I3375/I1460, I1640/I1460和I1550/I1460明显升高(P<0.01), 表明癌组织的蛋白质相对于脂类的含量增加, 癌组织的HW1550/I1550(HW为半高宽)明显升高(P=0.036), HW1550则明显降低(P=0.05), 表明癌组织中蛋白质的二级结构发生显著变化; (3) 与醣类相关谱带中癌组织的I1160/I1460降低(P=0.002), 结合组织化学染色, 推测可能是癌组织表面的糖蛋白明显减少造成的, 而I1120/I1460升高(P=0.019)则可能是癌组织表面的糖原颗粒增加所致. (4) 与核酸相关谱带中癌组织的PO的反对称伸缩振动蓝移(P=0.033), 表明癌组织中磷酸基团的氢键化程度降低. 研究结果表明, 红外光谱有望成为诊断恶性肿瘤的有力工具.