近年来组织光透明技术的飞速发展,为现代骨科临床基础研究带来了新的契机。组织光透明技术主要通过多种物理、化学手段,降低组织的光散射和光吸收,使光能在组织中更好地传播,从而增加光学成像的深度和对比度。结合多种荧光标记策略,实现更深层、更高分辨的骨组织及三维空间微结构信息,为突破骨这种高散射组织及骨疾病的分子影像学研究带来新的视角与方法。对组织光透明技术的原理及机制进行介绍,并重点从骨组织光透明成像技术的应用现状、新方法及透明机制三个方面加以详述,最后对该技术应用于骨及骨疾病的分子影像学研究前景进行展望。

马铃薯黑心病是一种马铃薯主要内部缺陷, 严重损害薯条、 薯片、 全粉等加工制品的质量和产率。 目前对马铃薯的分级主要侧重于外部品质检测, 针对内部缺陷检测的研究很少。 旨在开发一种马铃薯黑心病的快速无损检测技术, 为此搭建了马铃薯可见近红外透射光谱分析平台, 分析健康与黑心病马铃薯的透射光谱特性并优化光谱判别模型参数。 基于现有马铃薯分级线和复享PG2000高速光谱仪, 采用左右透射方式（光源与光纤探头位于分级线果盘左右两侧）, 采集470个马铃薯（其中健康薯234个、 黑心薯236个）的透射光谱图, 建立偏最小二乘判别模型（PLS-DA）, 并利用主成分分析（PCA）与光谱形态特征相结合的方法选择特征波长, 优化模型。 分析发现, 健康薯与黑心薯的可见近红外透射光谱在吸光度值和光谱形态特征方面均存在明显区别。 黑心薯的平均光谱吸光度值高于健康薯（650～900 nm范围内）, 但黑心薯的平均光谱曲线较为平缓, 无明显吸收峰, 而健康薯平均光谱曲线在665, 732和839 nm附近有明显吸收峰, 并且健康薯与黑心薯的平均光谱差值在705 nm处达到最大值。 基于PLS-DA法建立了马铃薯黑心病判别模型, 对黑心病的判别效果显著, 分类器特性曲线（ROC）下面积（AUC）值为0.994 2, 黑心薯识别总正确率能够达到97.16%, RMSECV和RMSEP分别为0.28和0.26。 此外, 成功利用PCA与光谱形态特征相结合的方法对模型进行简化, 最终得到由6个波长（658, 705, 716, 800, 816和839 nm）组成的特征波长组合, 简化后的模型总正确率能够达到96.73%, 接近全波段模型判别水平。 研究表明, 左右透射的方式能够准确识别黑心马铃薯, 实现对马铃薯内部缺陷的快速无损检测。 对我国马铃薯产业的发展起到一定的促进作用, 为马铃薯内部缺陷在线检测技术的提高提供了重要的理论基础和实践依据。

随着激光技术、计算机技术与图像处理分析技术的飞速发展, 单一模态的医学影像技术正向一体化、多模态及跨尺度影像技术进行革命性转变。多模态影像技术不仅可以实现对同一生物体进行多角度、多参数及分子层面的结构与功能综合特征信息的提取, 而且可以弥补单一模式存在的局限性与不足, 从而提高疾病早期检测的准确性, 为患者提供更加经济合理、精准有效的诊疗方案, 对提高人们的生活质量具有非常重要的临床意义。本文重点阐述目前光声/超声双模态成像技术在生物医学以及脑相关疾病中的应用及新进展, 系统讨论了该双模态融合技术在未来生物医学领域中的发展前景。

中国是马铃薯生产和消费大国， 伴随马铃薯主粮化战略推进， 马铃薯对中国农业结构和消费者饮食结构的影响与日俱增。 环腐病是制约马铃薯产业发展的常见病害， 对种薯会造成死苗死株， 对加工原料会降低加工效率和成品质量， 严重可达30%~60%。 传统检测马铃薯病害的主要方法是目测、 机器视觉以及高光谱成像等方法， 目测或机器视觉方式鉴别环腐病需要对样品进行破坏； 高光谱成像技术成本高昂， 存在一定的应用局限性。 因环腐病会造成整薯内部品质变化， 利用近红外光谱技术探测整薯内部品质变化， 从而将环腐病马铃薯从健康薯中区别开来， 具有可行性和实用价值。 创新地尝试利用近红外光谱结合SIMCA模式方法来区分马铃薯环腐病及健康薯。 研究结果表明， 基于主成分分析的SIMCA模式识别能有效判别马铃薯环腐病样品， 模型校正集中环腐病和健康薯的识别率、 拒绝率均为100%； 模型验证集中环腐病的识别率、 拒绝率分别为99.00%和100%， 健康薯的识别率、 拒绝率分别为94.12%和100%， 所建模型精度较高。 利用独立的18个样品进行模型外部验证， 环腐病样品识别率为87.50%， 健康薯识别率为80.00%， 均没有错判。 表明所建SIMCA二值识别模型效果良好， 可满足实际应用， 但模型精度需进一步提高。 马铃薯环腐病发病部位接近表皮0.5 cm左右， 近红外光谱对马铃薯样品有一定的透射和漫反射。 可考虑采集马铃薯接近表皮部分的果肉组织内部光谱信息， 结合马铃薯环腐病的发病机理及近红外漫反射光谱的特性， 利用近红外识别模型进行环腐病判别， 具有一定的创新性和应用性。

研究了经三种不同类型的透明剂处理后的在体人皮组织在波长为400～1 000 nm范围内随时间变化反射光谱特性的变化及各组于580 nm处分别在0～60 min时间段各组反射光谱的改变程度。 实验采用USB-4000光纤光谱仪分别获取经丙三醇、 葡萄糖及丙二醇处理在体人皮肤组织前后的在0, 10, 20, 30, 40, 50和60 min的平均漫反射光谱。 实验结果表明: 分别经三种不同类型透明处理后的皮肤组织的平均反射光强度都呈现出明显的减弱， 但是随着各自作用于皮肤组织时间的增长， 所导致的相对反射率减少量逐渐增大。 经40%甘油作用于皮肤组织后在10, 20, 30, 40， 50和60 min处的相对反射率的减少分别为5%, 7%, 9%, 10%, 11%和12%， 经40%葡萄糖作用于皮肤组织后在10, 20, 30, 40, 50和 60 min处的相对反射率的减少分别为9%, 13%, 16%, 19%, 21%和22%， 而40%丙二醇作用于皮肤组织后在10, 20, 30, 40, 50和60 min处的相对反射率的减少分别为14%, 22%, 29%, 32%, 34%和35%。 可见， 这三种不同类型的透明剂都能够显著增强光在皮肤组织中的穿透能力， 在0～60 min的时间内各组得光透明时间进程也有所不同， 在同体积分数下， 光学透明效果差异显著地由高到低依次为40%丙二醇， 40%葡萄糖， 40%甘油。

偏振反射光谱是近年来生物医学光子学中发展迅速的一种新型诊断组织信息技术,能对生物组织微观结构组成进行快捷准确的探测,具有强偏振敏感、非侵入、低成本和快速等特性,在肿瘤的早期诊断和在体生物组织的上皮黏膜检测研究等方面具有重要的应用价值。综述了偏振反射光谱技术的基本原理和测量装置及其在肿瘤的早期诊断和在体生物组织上皮黏膜的光检测等生物医学方面的研究。