研究目的
开发和评估一种便携式、经济高效的拉曼与自体荧光光谱分析系统,用于皮肤肿瘤的活体诊断,并将其效率与高灵敏度系统及肿瘤专家诊断进行比较。
研究成果
该便携式光谱系统结合PLS-DA分析,在区分皮肤肿瘤方面实现了高准确率(高达100%),展示了其用于无创实时诊断的潜力。拉曼光谱与自体荧光联合分析对实现最佳性能至关重要。该系统具有成本效益且适用于临床筛查,但需通过更大样本量和更多病理类型的研究来验证并完善该方法。
研究不足
与高灵敏度系统相比,该便携式系统的信噪比较低,需要更长的采集时间,这在临床环境中可能不切实际。该研究的样本量有限(54名患者),其结果可能无法推广至所有皮肤肿瘤类型或分期。光漂白效应和皮肤发色团的差异可能会影响信号的稳定性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用便携式光谱系统,通过785纳米激光同步采集近红外区域的拉曼与自体荧光信号。运用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)对光谱数据进行多元分析,以实现不同肿瘤类型的分类。
2:样本选择与数据来源:
在萨马拉地区临床肿瘤防治所对54例皮肤肿瘤患者(恶性黑色素瘤、基底细胞癌、良性肿瘤)开展活体研究。使用便携系统采集光谱数据,并通过组织病理学分析确诊。
3:实验设备与材料清单:
配备半导体激光??椋↙ML-785.0RB-04)的便携式光谱系统、光学探头、光谱仪(Shamrock SR-500i-D1-R搭配Andor iDus CCD DU416A-LDC-DD和QE65 Pro)、计算机、光纤、滤光片(带通/二向色镜/长通)及透镜。探测器均冷却至特定温度。
4:0RB-04)的便携式光谱系统、光学探头、光谱仪(Shamrock SR-500i-D1-R搭配Andor iDus CCD DU416A-LDC-DD和QE65 Pro)、计算机、光纤、滤光片(带通/二向色镜/长通)及透镜。探测器均冷却至特定温度。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:激光辐射作用于皮肤表面,收集并分析散射辐射。通过调整采集时长与探测器冷却条件获取光谱数据。预处理包括基线校正、平滑、归一化及中心化,构建PLS-DA模型进行分类。
5:数据分析方法:
计算信噪比评估信号质量,采用留一法交叉验证的PLS-DA分类,通过VIP分数识别特征光谱波段。计算ROC曲线及AUC值评估诊断准确性。
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获取完整内容-
Spectrograph
Shamrock SR-500i-D1-R
Oxford Instruments
Multichannel spectrograph for signal registration
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CCD Camera
Andor iDus CCD DU416A-LDC-DD
Andor
Digital camera for detecting Raman and autofluorescence signals
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Laser Module
LML-785.0RB-04
Light source for excitation with 785 nm wavelength
-
Spectrometer
QE65 Pro
Ocean Optics Inc.
Portable spectrometer for signal registration
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Optical Fibers
Delivery and collection of laser radiation and scattered light
-
Filters
BPF, DM, LPF, M
Optical filters and mirrors for managing light paths and cutting off unwanted signals
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Lenses
L1, L2, L3
Collimating and focusing lenses for optical setup
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