拉曼光谱技术在病理诊断中的研究进展

摘要：

拉曼光谱技术能够提供与物质特定分子结构相关的光谱信息,可用于识别生物组织微小的生化变异,具有快速、实时、无损、无需样本预处理等优点,在临床病理诊断领域极具应用前景.与常规组织病理学分析相比,拉曼光谱技术能够直接检测活体组织,简化了分析程序,缩短了诊断时间.人体病变组织的细胞分子组成和结构可能发生变化,这为拉曼光谱技术在组织病理诊断中的应用提供了检测依据.基于组织分子组成与结构的差异,结合机器学习和化学计量学方法,拉曼光谱技术可以提供客观的诊断信息,实现快速、低侵入的病理诊断.回顾了近十年来拉曼光谱技术在组织病理诊断中的研究进展,对取得的关键成果进行了总结,阐述了当前离体和活体应用拉曼光谱技术的一些关键问题.针对离体拉曼光谱检测,重点评估福尔马林固定石蜡包埋样本、冷冻样本和新鲜组织样本等离体样本的适用情况;阐述拉曼光谱数据收集的关键技术,包括适用光源、光谱范围,以及病理样本光谱采集的方式等.对于活体拉曼光谱检测,重点介绍了活体检测研究中拉曼光谱技术应用的两种形式:结合医用内窥镜进行体内检测,以及开放手术中的直接检测;综述了临床适用的拉曼系统,重点介绍了当前活体拉曼研究中应用的光纤探头.同时,文章也讨论了拉曼光谱数据的处理与分析方法,通过光谱预处理,特征提取与分类识别,构建拉曼光谱病理诊断模型,在小样本范围能够获得较好的诊断结果.考虑临床实际应用,仍需要不断优化分析方法,实现拉曼光谱与生化信息的关联,将样本个体差异的影响纳入分类模型中,以提升模型性能.文章对拉曼光谱应用于病理诊断中的关键问题进行了讨论,为进一步开展研究提供参考.未来需要更深入和广泛地开展离体和活体研究,以促进拉曼光谱技术在临床中的应用.

关键词：拉曼光谱、疾病诊断、术中指导、机器学习

所属期刊栏目：41

分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金项目;北京理工大学研究生科技创新项目

在线出版日期：2021-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1016-1022