1 解放军总医院第五医学中心肿瘤医学部肿瘤内科，北京 100071
2 解放军医学院，北京 100853
近红外光免疫治疗（NIR-PIT）是一种结合抗体和光吸收剂IRDye700DX的新型肿瘤疗法，它既能够激活局部免疫效应，又能够增强肿瘤靶向性，已在不同肿瘤类型的治疗中显示出巨大的应用潜力。大量研究已经证实肿瘤微环境是导致肿瘤不断发展的重要原因，因此NIR-PIT中的光免疫偶联物靶点也已经扩展至肿瘤微环境中非肿瘤细胞的表面蛋白中。利用NIR-PIT局部消除肿瘤微环境中某些具有特定标志物的免疫抑制细胞、血管或肿瘤成纤维细胞，将解除免疫抑制，最大效率发挥机体的正常免疫功能，取得最佳的疗效。主要综述了NIR-PIT的治疗策略和靶向肿瘤微环境的最新研究进展。
医用光学 恶性肿瘤 近红外光免疫疗法 抗体-光吸收剂偶联物 免疫治疗 近红外光
1 中国人民解放军总医院第四医学中心, 北京 100048
2 锦州医科大学, 辽宁 锦州 121000
3 中国人民解放军总医院第一医学中心, 北京 100853
光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography, OCT)凭借其无创、实时、高分辨率等优势逐步在多个临床领域得到了应用。近年来, 随着技术的不断进步, OCT在技术基础之上发展了很多全新的技术模式, 例如光学相干断层扫描血管造影(Optical Coherence Tomography Angiography, OCTA), 三维光学相干断层扫描(3-Dimensional Optical Coherence Tomography, 3D-OCT), 高清晰度光学相干断层扫描(High-definition Optical Coherence Tomography, HD-OCT)等。文章主要对OCT技术在良恶性疾病的诊断和应用方面进行综述, 客观分析其优缺点, 并对其发展进行展望。
光学相干断层扫描技术 临床应用 Optical Coherence Tomography OCT OCT clinical application
1 锦州医科大学中国人民解放军总医院第一附属医院研究生培养基地, 北京100048
2 中国人民解放军总医院第一附属医院肿瘤二科, 北京100048
激光技术逐步发展, 因其独特的相干性强、方向性优、单向性好等优势被广大患者需求, 从最早的红宝石激光、He-Ne激光, 到铒激光、钬激光、YAG激光等再发展到半导体激光、准分子激光器, 不同优势的激光器不断问世, 已广泛应用于临床疾病的诊断与治疗。20世纪70年代陆续报道了激光技术在儿科疾病的临床应用, 近些年临床应用报道逐步增多。主要对强激光、光动力疗法和弱激光三个方面在儿科某些病种的临床应用进行综述。
强激光 光动力疗法 弱激光 儿科 临床应用 strong laser photodynamic therapy weak laser pediatric clinical application
1 锦州医科大学附属中国人民解放军总医院第一附属医院研究生培养基地, 北京 100048
2 美国中央俄克拉荷马大学, 美国 73034
3 中国人民解放军总医院第一附属医院肿瘤二科, 北京 100048
4 中科院大连化学物理研究所, 辽宁 大连 116000
目前应用激光热疗治疗肿瘤的研究比较多, 但是激光联合光敏剂治疗肿瘤过程中肿瘤组织的三维温度分布的研究比较少。为了分析激光热疗过程中肿瘤及周围组织的三维温度分布情况, 本实验首先运用红外热像仪监测激光联合吲哚菁绿治疗荷乳腺瘤小鼠过程中肿瘤表面的温度变化; 其次, 运用蒙特卡洛(Monte Carlo)原理模拟激光在生物组织中的光分布, 进一步利用COMSOL Multiphysics构建激光热疗过程中肿瘤及周围组织温度的三维分布仿真模型。结果显示实际测量肿瘤表面最高点温度和仿真模拟肿瘤表面最高点温度分布吻合度较好; 有光敏剂的肿瘤组织温度比没有光敏剂的肿瘤组织温度升高约20 ℃; 模型中可见肿瘤组织不同部位温度可相差15 ℃左右。该模型可以分析肿瘤以及周围组织的温度时空分布情况, 了解激光热疗治疗肿瘤的效果, 该模型为激光热疗的应用提供参考作用。
激光热疗 温度分布 吲哚菁绿 蒙特卡洛 photothermal therapy temperature distribution indocyanine green Monte Carlo COMSOL Multiphysics COMSOL multiphysics analysis software
1 中国科学院遥感与数字地球研究所, 数字地球重点实验室, 北京 100101
2 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院, 辽宁 阜新 123000
研究浑善达克沙地光合/非光合植被(photosynthetic/non-photosynthetic vegetation, PV/NPV)及裸土(bared soil, BS)光谱混合机理, 对于构建沙地最佳光谱混合模型、 准确估算沙地地表植被覆盖信息具有重要意义。 本研究通过两景覆盖研究区的Hyperion高光谱影像获取47个典型混合样地对应混合光谱信息, 利用地面实测获取PV/NPV及BS端元光谱和每个样地各端元丰度信息, 然后分别尝试采用线性光谱混合模型和非线性光谱混合模型对所有样地混合光谱进行分解计算光合植被覆盖度(fractional cover of photosynthetic vegetation, fpv)和非光合植被覆盖度(fractional cover of non-photosynthetic vegetation, fnpv), 通过比较不同模型分解均方根误差及PV/NPV覆盖度估算精度来探索浑善达克沙地PV/NPV及BS之间光谱混合形成机理, 寻求适合其fpv与fnpv估算的最佳光谱混合模型。 结果表明: 对于浑善达克沙地来说, 基于PV/NPV及BS的线性光谱混合模型可以实现fpv与fnpv的较好估算, fpv估算的均方根误差为0.12(R2=0.84), fnpv估算的均方根误差为0.13(R2=0.66); 考虑多重散射影响的非线性光谱混合模型无论在模型分解精度还是在fpv与fnpv估算精度上均没有明显提升, 其中各端元之间的多重散射作用对fpv估算精度的影响不大, 但会导致fnpv估算精度的明显降低。
光合植被 非光合植被 线性光谱混合模型 非线性光谱混合模型 浑善达克沙地 Photosynthetic vegetation Non-photosynthetic vegetation Linear spectral mixture model Non-linear spectral mixture model Hunshandake (Otindag) sandy land 光谱学与光谱分析
2016, 36(4): 1063
1 中国科学院遥感与数字地球研究所, 中国科学院数字地球重点实验室, 北京100101
2 中国地质大学地球科学与资源学院, 北京100083
3 北京师范大学地理学与遥感科学学院, 北京100875
光谱分析对于植物识别特征与机理研究具有重要意义, 长期以来在植被光谱的叶绿素吸收特征、 水分吸收特征、 红边效应、 光谱波形参数提取、 波形转换、 以及植被叶面结构和化学组份对光谱的影响方面进行了大量研究, 而在植物因季节变化引起的叶面结构、 叶绿素、 叶面积指数变化而产生的光谱变化研究较少。 通过开展对不同生活型、 叶面结构与大小、 物候特征的11类植物季节生长过程的地物光谱观测, 提取植物的归一化植被指数NDVI、 包络线去除后的绿波段最大光谱吸收深度、 红波段最大光谱吸收深度参数, 对该参数时间过程曲线的均值、 变幅、 斜率进行分析, 研究植物生长期和成熟期特征参数的植物光谱可分性研究。 提出了植被光谱区分度的参数运算方法, 利用该参数进行植被识别能力分析。 结果表明: 植物生长过程的光谱特征比成熟期的光谱特征更容易区分。 在相同参数对比中, 生长期植物区分度比成熟期区分度高出三个点。 在植物生长过程中, 总体上植被的季节变幅区分度>斜率区分度>均值区分度, 而对于NDVI参数季节变化, 植物季节斜率区分度最大。 所以利用植物的季节NDVI斜率、 绿波段最大光谱吸收深度的季节变幅、 红波段最大光谱吸收深度的季节变幅进行植物的识别效果最佳。
植物识别 物候特征 包络线去除 最大光谱吸收深度 Plant discrimination Phenological features Continuum removal Maximumspectral absorption depth 光谱学与光谱分析
2015, 35(10): 2836
1 中国林业科学研究院资源信息研究所, 北京100091
2 数字地球重点实验室, 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京100094
以京津风沙源区的草地为研究对象, 选取中国自主BJ-1、 HJ数据及国外应用最为广泛的Landsat TM为数据源, 结合地面同步实测草地植被覆盖度、 叶面积指数和地上生物量数据, 系统比较三个传感器在草地生理参数估算方面的差异与能力。 研究结果表明: (1）HJ-1B与Landsat TM的红光波段与草地生理参量有更高相关性, 而BJ-1相对较弱, 但BJ-1近红外波段在草地生理参量遥感估算上明显优于HJ-1B与Landsat TM; (2）Landsat TM的植被指数在估测草地生理参量时好于HJ-1B与BJ-1数据, HJ-1B植被指数的表现优于BJ-1; (3）相对于植被指数, 全波段多元回归模型可以提升草地生理参量估测精度, 基于Landsat TM与HJ-1B的提升效果微弱, 而基于BJ-1数据的估算精度有明显提高, 其中基于BJ-1估算叶面积指数达到了最高精度（R2=0.61, RMSEP=0.15）。 总体来说, 自主国产遥感数据有其自己特色, 可供深入研究及推广应用的潜力很大。
京津风沙源 植被覆盖度 叶面积指数 地上生物量 Sandstorm source region in Beijing and Tianjin BJ-1 BJ-1 HJ HJ Fractional coverage Leaf area index Aboveground biomass 光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2803
目的 探讨光敏剂亚细胞分布位点光漂白作用的发生特点.方法 将血卟啉单甲醚(hematoprophyrin monomethyl ether,HMME)与传代培养ECV304细胞共同孵育12 h后,采用荧光探针标记技术和细胞器-细胞荧光强度比值法对细胞内HMME进行亚细胞定位和定量分析.应用荧光显微镜汞灯照射以激发光敏剂产生光动力效应,并加入ROS探针H2DCF-DA检测单线态氧的产生.分别在光照前后采集四种细胞器及DCF的荧光图像并进行荧光强度的定量分析.结果 细胞总荧光光强在光照后较光照前降低26.4%;以每种细胞器光照前的平均荧光光强比值为基准,则光照后线粒体、溶酶体、内质网和高尔基体分别降低了31.1%、23.4%、5.8%和5.0%.线粒体区域在单纯光照和有HMME存在情况下后均检测到DCF荧光的增强.结论 光动力效应可能导致亚细胞结构内产生不同数量的单线态氧,会引起不同程度的光漂白作用,线粒体区域HMME光漂白速率较快;线粒体区域产生数量较多的单线态氧,可能是光动力效应的主要作用靶点之一.
光敏剂 细胞内分布 光漂白
1 解放军总医院激光医学科,北京市,100853
2 北京理工大学光电工程系
目的 应用荧光光谱技术监测光动力学疗法治疗过程中鲜红斑痣病变组织内光敏剂含量的变化,分析光漂白产物的生成情况.方法 鲜红斑痣患者静脉推注光敏剂PSD-007,即刻以532 nm倍频Nd:YAG激光器作为光动力治疗光源照射病变组织,同时又作为光敏剂荧光激发光源.在不影响光照的前提下,应用光学多通道分析仪实时采集同一治疗区域不同时间点的荧光光谱.经过光谱分析与处理,得到治疗区局部组织光敏剂含量以及光漂白产物含量随治疗时间变化的曲线图.结果 不同患者治疗区局部组织光敏剂荧光变化存在较大的个体差异,但是各病例均呈现先上升后降低的趋势,第1治疗区的最大荧光强度高于第2治疗区域,第1治疗区出现最高荧光峰的时间为治疗开始后的5～15 min.结论 通过荧光手段监测光动力治疗时鲜红斑痣病变局部组织内光敏剂荧光的变化可有效地反映光敏剂含量的变化,对于了解光动力反应的进行情况以及预测反应效果具有一定的指导意义,并为制定个性化的光动力治疗方案提高疗效提供依据.
光动力学疗法 荧光光谱法 光敏剂 鲜红斑痣
目的探讨在不同种类血浆蛋白的条件下血卟啉单甲醚向细胞内转运及分布的特点.方法在不同种类血浆蛋白条件下,将血卟啉单甲醚(HMME)与传代培养HeLa细胞共同孵育2 h和12 h.采用荧光探针标记技术和细胞器-细胞荧光强度比值分析法对细胞内HMME进行亚细胞定位和定量分析.结果孵育2 h与12 h比较,不含血清组中4种细胞器内HMME的平均荧光光强比值都有升高,以线粒体、内质网和高尔基体较显著,溶酶体稍有升高;白蛋白(Alb)组中4种细胞器中溶酶体的HMME平均荧光光强比值升高较显著,其他3种细胞器则略有升高;低密度脂蛋白(LDL)组中4种细胞器中溶酶体内HMME的平均荧光光强比值升高更加显著,其他细胞器的HMME平均荧光光强比值升高幅度明显大于Alb组.结论在短时间内进入细胞的主要为游离型HMME,转运形式以单纯被动扩散为主,以高尔基体、线粒体和内质网等细胞器为主要分布位点,溶酶体次之.随着孵育时间的延长,HMME可以和白蛋白、低密度脂蛋白结合形成结合型HMME,以胞吞形式进入细胞,二者相比,和LDL结合的HMME更易穿过细胞膜,溶酶体吸收HMME能力增强.
血卟啉单甲醚 血浆蛋白 细胞内分布
