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题名计算散射光谱术赋能早癌检测研究进展(特邀)
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作者
穆廷魁
阿卜杜萨拉木·图尼亚孜
秦斌
程妍
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机构
西安交通大学物理学院教育部物质非平衡合成与调控重点实验室
西安交通大学第二附属医院消化内科
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第9期159-183,共25页
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基金
国家自然科学基金项目(62175196)
陕西省数学物理基础科学研究项目(22JSY020)。
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文摘
散射光谱术(Light Scattering Spectroscopy,LSS)是一种无创的光学检测方法,能够在细胞和亚细胞层面识别并表征早期癌变及其他人体组织变化。LSS技术通过捕获上皮细胞的单次散射光,并应用Mie散射理论推断细胞核的形状、尺寸和折射率等关键参数,从而利用这些信息进行疾病诊断。然而,将LSS技术应用于人体组织时,如何有效消除底层组织引起的漫散射光对单次散射光的干扰,仍是一个技术挑战。为应对这一挑战,研究者引入了空间门控和偏振门控等先进技术,通过利用光子的特定属性变化,实现单次散射光与背景漫散射光的有效区分和分离。经过20年的技术演进,基于这些门控技术的新型LSS系统不断涌现,并在早期癌症检测领域取得了显著成果。这些成果不仅凸显了LSS技术在早期癌症检测中的巨大潜力,还强调了其进一步研究和推广的必要性。综述全面回顾了LSS技术在早期癌症检测中的原理、单次散射光的捕获方法和系统设计,深入探讨了其历史发展、当前研究状态及最新进展。文章还讨论了LSS技术目前面临的一些关键挑战,并展望了未来的研究方向。该综述不仅使读者可以快速了解该领域的研究现状和发展趋势,也为LSS技术的进一步应用和推广提供了坚实的理论支持。
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关键词
散射光谱
早癌检测
偏振
光谱调制
MIE散射
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Keywords
scattering spectroscopy
early cancer detection
polarization
spectral modulation
Mie scattering
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分类号
O439
[机械工程—光学工程]
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