基于近红外水光谱组学的阿尔兹海默症诊断方法研究

作     者：曾薇 黄文昌 曾蕊 黎远鹏 黄富荣 胡君辉 

作者机构：暨南大学光电工程系 广西师范大学物理科学与技术学院 

出 版 物：《光电子·激光》 (Journal of Optoelectronics·Laser)

年 卷 期：2024年

学科分类：1002[医学-临床医学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 100203[医学-老年医学] 0703[理学-化学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金(62005056) 广西自然科学青年项目(2021JJB110003) 粤桂联合项目:Natural Science Foundation of Guangxi(2022GXNSFDA080006) 广西大学生创新训练项目(202110602223) 广西师范大学教育教学改革工程项目(《光学》课程思政教学实践研究(2021SZJG22)) 

主　　题：阿尔兹海默症 近红外光谱 水光谱组学 主成分分析 

摘      要：阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease， AD)是一种不可逆转的中枢神经系统退形性疾病，针对目前临床上AD诊断方法存在的主观性强、耗时、有创等缺点，无创、准确性高、可实现实时诊断的近红外光谱分析有巨大优势。本文对采集的已确诊为阿尔兹海默症和健康的265例血清样品光谱信息，进行光谱分析和主成分分析，最后结合水光谱组学分析。结果表明：阿尔兹海默症病人在主成分分析（Principal component analysis， PCA）的前三个主成分分数中，PC1趋于负值，而健康人的PC1趋于正值。结合水光谱组学发现，AD患者在水光谱模式为多氢键和OH拉伸处的吸光度比正常人高，血清中水的大分子团存在的概率更高。相反，正常人在水光谱模式为单氢键、水合作用以及不含氢键的自由水处吸光度明显高于AD患者，血清中水的小分子团存在的概率更高。因此，基于近红外水光谱组学的阿尔兹海默症诊断方法是可行的。