基于激光诱导分解光谱和拉曼光谱的自身免疫性脑炎的血液检测
Zhifang Zhao1, Wangshu Xu2, Geer Teng3
1School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing, 100081, China; Key Laboratory of Photonic Information Technology, Ministry of Industry and Information Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing, 100081, China; National Key Laboratory on Near-surface Detection, Beijing, 10072, China.
这项研究展示了一种新的方法来诊断自身免疫性脑炎 (AE) 通过融合激光诱导分解光谱 (LIBS) 和拉曼光谱. 这种综合方法可以准确地识别AE血液,为临床诊断提供了一个有前途的工具.
科学领域:
- 生物医学光谱学 生物医学光谱学
- 医学诊断 医学诊断 医学诊断
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 自身免疫性脑炎 (AE) 的发病率正在上升,使临床诊断复杂化.
- 目前对AE的诊断标准复杂且耗时.
- 需要快速,准确的AE诊断方法.
研究的目的:
- 探索使用联合激光诱导分解光谱 (LIBS) 和拉曼光谱来识别血液样本中的自身免疫脑炎 (AE) 的可行性.
- 从原子和分子的角度分析AE诊断的潜在机制.
- 开发一种改进的AE诊断方法.
主要方法:
- 从健康人群和AE患者的血清样本使用LIBS和拉曼光谱分析.
- 雕刻的网状晶片被用作基板,以最大限度地减少光谱变化.
- 通过结合LIBS和拉曼数据来创建融合光谱,然后使用相互信息 (MI) 进行特征选择.
- 长期短期记忆 (LSTM) 模型被用于分类.
主要成果:
- 总共从119名参与者中收集了1785个LIBS和1785个拉曼光谱.
- 合并的LIBS-拉曼光谱,包括537个选定的特征,使用LSTM模型在AE诊断中达到95.04%的准确性.
- 与单个技术相比,这种融合光谱方法显著提高了诊断准确度,并缩短了测试时间.
- 确定了光谱特征 (如Na,K,) 和细胞因子之间的相关性.
结论:
- LIBS和拉曼光谱的融合为识别AE血清提供了一种可行和准确的方法.
- 这种技术提供了一种快速和最少的侵入性方法,以协助AE的临床诊断.
- 该研究提供了与AE相关的光谱生物标志物的见解,有助于了解疾病机制.
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