Volume 18, Issue 05 (May 2025)
REVIEW ARTICLE
1.The advantage of MINFLUX nanoscopy in single molecular tracking within living cells
MINFLUX 纳米成像技术在活细胞单分子追踪中的优势
摘要：
与群体平均测量方法不同，单分子追踪技术能够在活细胞中实时提供单个分子的动力学定量信息，并可能揭示这些分子相互作用的本质。单分子追踪技术的发展得益于高分辨率显微成像技术的进步。在本综述中，我们将特别关注 MINFLUX 纳米成像技术及其反馈方法的最新进展，这些方法能够实时进行追踪。MINFLUX 定位仅需从约 1 纳米大小的荧光分子中获取不到 100 个光子，即可实现精准追踪。与基于定位的其他技术（如 STORM 和 PALM）相比，该方法所需的光子数量减少了超过一个数量级，能够在不到 1 毫秒的时间内实现个位数纳米精度的分子追踪，这是此前无法实现的成就。
引用：
Huihui Zou, Shu Li, Xinlei Kou, Zelong Gu, and Jing Wang. The advantage of MINFLUX nanoscopy in single molecular tracking within living cells.Journal of Innovative Optical Health Sciences Vol. 18, No. 05, 2530008 (2025)
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825300083
2.Near-infrared optical imaging for intraoperative identification and assessment of parathyroid glands
近红外光学成像用于术中甲状旁腺识别与评估
摘要：
在进行甲状腺和甲状旁腺手术时，准确识别和评估甲状旁腺（Parathyroid Glands, PGs）的活性至关重要。传统的基于视觉检查的术中方法存在主观性和不确定性的问题。近红外（Near-Infrared, NIR）成像方法，包括近红外自发荧光（NIR Autofluorescence, NIRAF）成像和靛青绿荧光成像（Indocyanine Green Fluorescence Imaging, ICGFI），作为一种有前景且可靠的术中甲状旁腺识别和评估技术被提出。本文综合回顾了近红外成像方法的原理及其临床表现。
引用：
Jie Kang, Ziyang Ye, Chao Yan, and Bobo Gu. Near-infrared optical imaging for intraoperative identification and assessment of parathyroid glands.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 05, 2530009 (2025)
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825300095
RESEARCH ARTICLE
3.A novel external online calibration system for polarization detection
一种新型的偏振检测外部在线校准系统
摘要：
在临床环境中，偏振设备的长期使用会导致误差随时间累积。然而，临床实践中缺乏快速校准技术，这给保持这些仪器的精确性和可靠性带来了重大挑战。为了解决这一难题，我们提出了一项创新性研究，介绍了一种专为后向散射穆勒矩阵测量系统的校准而设计的全面校准系统，能够在不同场景中实现快速在线校准。该系统采用外部校准框架，用于实时调整偏振器的初始角度，通过位置测量和控制程序监控 PSG 和 PSA 电机的旋转，同时利用相机监测光强。通过引入动量概念和 Adam 优化算法，我们提高了收敛速度，降低了噪声，并提高了校准精度。实验结果展示了我们提出的方法在精确性、速度和鲁棒性方面的卓越表现，实现了高精度和最小误差，为在临床环境中保持偏振设备的可靠性提供了一种有前景的解决方案。
引用：
Li Zishuo, He Honghui, and Wu Jian. A novel external online calibration system for polarization detection. Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 05, 2543004 (2025)
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825430047
4.Enhancement in dynamic range for dual-rotating retarder Mueller matrix polarimetry
提高双旋转延迟器穆勒矩阵偏振测量的动态范围
摘要：
穆勒矩阵偏振测量（Mueller Matrix Polarimetry, MMP）已被证明是生物医学研究和临床诊断中表征生物样品微观结构特征的强大工具。然而，传统的基于单次曝光的穆勒矩阵（Mueller Matrix, MM）成像技术动态范围有限，导致对比度变化显著的生物样品的偏振图像质量较差。在本研究中，我们提出了一种基于多曝光融合算法生成高动态范围（High Dynamic Range, HDR）MM图像的新方法。通过采用透射成像的最佳曝光选择策略和后向散射成像的多曝光加权平均策略，该方法在扩展动态范围的同时，准确保留了样品的偏振信息。对切片和块状组织的实验表明，所提出的方法显著抑制了散射噪声，提高了提取的偏振参数图像的质量，尤其是在准确区分不同病理区域方面。这些结果突出了HDR MM成像技术在从复杂生物样品中以高分辨率和对比度提取偏振信息方面的潜力。
引用：
Jiongying Lv, Shuan Yao, Nan Zeng, Caizhong Guan, and Honghui He. Enhancement in dynamic range for dual-rotating retarder Mueller matrix polarimetry.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 05, 2543005 (2025)
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825430059
5.Mitigating pseudo-depolarization in constant-step rotating Mueller matrix polarimetry: An optimized self-registration method
减轻恒定步进旋转穆勒矩阵偏振测量中的伪退偏效应：一种优化的自配准方法
摘要：
穆勒矩阵（Mueller Matrix, MM）偏振测量作为一种新兴的强大工具，能够在无需标记的情况下提供组织样本的结构信息，在生物医学研究和病理诊断中受到了广泛关注。然而，对于常用的恒定步进旋转穆勒矩阵偏振测量系统而言，偏振元件的旋转所引起的光束漂移可能会导致测量结果出现失真，严重影响穆勒矩阵成像的准确性。
在此，基于我们之前的研究，我们提出了一种优化的自配准方法，以减轻恒定步进旋转穆勒矩阵偏振测量中由图像伪影引入的伪退偏效应。通过解决这类偏振成像系统中普遍存在的光束漂移和图像失真问题，我们使用组织样本对所提出方法的有效性进行了实验验证。结果表明，在应用优化的自配准方法后，退偏参数估计的准确性得到了显著提高。此外，该方法还增强了穆勒矩阵衍生参数图像的粗糙度和对比度，从而提升了其表征组织结构的能力。本研究中提出的优化自配准方法为基于恒定步进旋转穆勒矩阵测量的定量组织偏振测量提供了一种创新方法，并有助于推动偏振成像技术在生物医学应用中的发展。
引用：
Li Zishuo, He Honghui, and Wu Jian. A novel external online calibration system for polarization detection. Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 05, 2543004 (2025)
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825430035
6.Intracerebroventricular injection ofCandida albicansinduces fungal encephalitis with distinct magnetic resonance imaging characteristics
脑室内注射白色念珠菌诱导具有独特磁共振成像特征的真菌性脑炎
摘要：
白色念珠菌（Candida albicans, C. albicans）是一种常见的致病真菌，在免疫受损条件下可通过多种途径引发严重的脑部感染。目前，建立基础动物疾病模型已成为主要研究工具，有助于有效模拟真菌性脑炎。然而，通过小鼠尾静脉（intravenous, I.V）注射建立的广泛使用的血源性感染模型通常会导致全身性感染，但无法模拟显著的脑部炎症。在此，我们通过脑室内（intracerebroventricular, I.C.V）注射白色念珠菌开发了一种真菌性脑炎模型，以更好地模拟其严重的危害和后果。与静脉注射相比，脑内形成的菌落形成单位（colony-forming units, CFUs）数量更多。磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）结果显示，脑的外囊区域出现了更明显的炎症。同时，Y迷宫行为实验也表明，异常活动行为进一步反映了白色念珠菌脑内注射后显著的短期记忆障碍。总之，这些研究不仅为理解该疾病的发病机制提供了新的真菌性脑炎模型，还为未来的有效治疗奠定了坚实基础。
引用：
Mingsheng Li, Jing Ai, Shuze Li, Jiakang Chen, Hongying Jin, Zhihong Zhang, and Xiang Yu. Intracerebroventricular injection of Candida albicans induces fungal encephalitis with distinct magnetic resonance imaging characteristics.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 05, 2550022 (2025)
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825500221
7.Severity assessment of burned skin based on anisotropy of optical coherence elastography
基于光学相干弹性成像各向异性的烧伤皮肤严重程度评估
摘要：
从结构光学相干断层扫描（Optical Coherence Tomography, OCT）强度图中区分烧伤皮肤的严重程度仍然是一个具有挑战性的任务，而从弹性角度进行的功能成像可以提高烧伤皮肤检查的准确性。作为 OCT 的功能扩展，光学相干弹性成像（Optical Coherence Elastography, OCE）能够在继承 OCT 成像优势的同时揭示样本的力学特性。在本研究中，我们利用 OCE 揭示了烧伤前后皮肤的剪切模量和各向异性参数。构建了一系列烧伤时间持续时间的猪皮烧伤模型，并通过弹性各向异性成像进行测试。水合后的正常皮肤在剪切模量上保持良好的一致性。有趣的是，烧伤皮肤的剪切模量和纵向模量显示出随着烧伤时间增加而逐步增加的趋势。通过采样烧伤皮肤图的模量参数构建数据集，并通过划窗方式构建数据集，其类别能够被 K 均值和密度峰值聚类（Density Peak Clustering, DPC）算法自动识别，并且具有很好的一致性。基于弹性各向异性的皮肤烧伤评估方法显示出有望被补充到烧伤皮肤检查的无损手段中的前景。
引用：
Heng Liu, Di Yang, Renfei Jia, Weike Wang, Lili Shao, Quanzhong Liu, and Yanmei Liang. Severity assessment of burned skin based on anisotropy of optical coherence elastography.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 05, 2550014 (2025)
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825500142
8.Enhanced inhibition of triple-negative breast cancer metastases with high-dose Rujifang treatment assessed by optical flow cytometryin vivo
基于光学流式细胞术体内检测高剂量如剂方对三阴性乳腺癌转移的增强抑制作用
摘要：
三阴性乳腺癌（TNBC）的转移因其侵袭性强而特别严重，导致疾病快速进展和生存率显著降低。如剂方（Rujifang，RJF）是一种传统中药方剂，已显示出潜在的抗肿瘤效果和抑制TNBC转移的能力。然而，不同剂量的RJF的效果尚不清楚。本研究利用基于激光的体内流式细胞术（in vivo flow cytometry，IVFC）监测循环肿瘤细胞（circulating tumor cells，CTCs），并评估不同剂量RJF的疗效。结果显示，与低剂量相比，高剂量的RJF在抑制CTCs数量和转移灶形成方面更为有效。TUNEL实验表明，RJF治疗促进了肿瘤细胞的凋亡，且在高剂量下效果更为显著。免疫荧光实验表明，高剂量的RJF在肿瘤微环境中更有效地抑制了Kindlin-1的表达。尽管高剂量显示出增强的疗效，但也可能导致副作用增加。这些发现强调了使用高剂量RJF进行抗肿瘤治疗的潜力和挑战，突出了在TNBC治疗中优化RJF剂量的关键重要性，并为其临床应用提供了宝贵的见解。
引用：
Fuli Zhang, Hongliang Li, Xianxun Zhong, Xi Zhu, Xuezhang Chen, Bin Wang, Zhixia Zhu, Xikang Chen, Guiwen Liang, Jingtao Zhang, Xunbin Wei, and Huaqin Tian. Enhanced inhibition of triple-negative breast cancer metastases with high-dose Rujifang treatment assessed by optical flow cytometry in vivo.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 05, 2550006 (2025)
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825500063
9.Inflammatory cytokine regulation and behavioral improvement in depressed mice: The role of photobiomodulation
光生物调节对抑郁小鼠炎症细胞因子调节和行为改善的作用
摘要：
近年来，抑郁症作为一种重要的全球性健康问题，促使许多人寻求药物干预。在抑郁症患者海马体中发现的炎症变化突显了一个潜在的治疗靶点。然而，针对这些特定变化的药物的有效性尚未得到充分证实。初步研究表明，光生物调节（Photobiomodulation, PBM）作为一种治疗抑郁症的方法具有潜在益处，且未报告有显著的不良反应。本研究利用强度分别为50mW/cm²和300mW/cm²的近红外光照射慢性轻度应激（Chronic Mild Stress, CMS）诱导的抑郁模型小鼠，旨在探索PBM对抑郁症的治疗效果。研究发现，当暴露于300mW/cm²的功率密度时，小鼠表现出行为结果的改善，并且海马体中促炎细胞因子（如IL-1α、IL-1β、IL-5和IL-6）水平降低。行为表现与炎症细胞因子水平之间存在显著的相关性。本研究认为，300mW/cm²强度的PBM是一种可行的非药物干预抑郁症的方法，因为它显著改善了抑郁症状，并调节了大脑海马区的炎症介质。然而，本研究受到所使用特定PBM参数的限制；因此，需要进一步的研究来探索更广泛的剂量和治疗持续时间，以增强治疗应用并加深对潜在机制的理解。
引用：
Ye Zhang, Meiyun Xia, Wei Song, Deyu Li, Xunbin Wei, and Daifa Wang. Inflammatory cytokine regulation and behavioral improvement in depressed mice: The role of photobiomodulation.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 05, 2550008 (2025)
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825500087
10.Phase waves of local depolarization in biological tissues object speckle fields. Fundamental and applied aspects
生物组织目标散斑场中的局部退偏相位波：基础与应用
摘要：
我们的目标是开发并实验验证一种用于扫描双折射生物组织漫射层产生的激光散斑场的偏振干涉方法。该方法分离并利用了与“局部退偏相位波”相关的新诊断参数。我们将偏振干涉记录与漫射激光散斑场中复振幅分布的相位扫描相结合，以检测生物组织双折射纤维网络中的局部退偏相位波并测量其调制深度。这种方法导致了在区分因“缺血性心脏病（Ischemic Heart Disease, IHD）——急性冠状动脉供血不足（Acute Coronary Insufficiency, ACI）”而死亡个体的弥漫性心肌组织样本中各种坏死变化的新标准的发现，即使在高退偏背景水平存在的情况下也是如此。为了评估弥漫性心肌层光学各向异性的坏死变化程度，提出了一个新的定量参数——局部退偏相位波波动的调制深度。利用这种方法，首次实现了对因IHD和ACI死亡个体的弥漫性心肌样本的区分，其区分准确率非常高，达到了90.45%，区分精度达到了95.2%。
引用：
Yurii Ushenko, Alexander Ushenko, Alexander Dubolazov, Mykhaylo Gorsky, Irina Soltys, Olexandra Litvinenko, Victor Bachinsky, Ivan Mikirin, Olexander Salega, Ivan Garasim, Jun Zheng, and Lin Bin. Phase waves of local depolarization in biological tissues object speckle fields. Fundamental and applied aspects.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 05, 2550009 (2025)
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825500099
11.Implantable bio-chip for visible and controllable microwave-induced transcranial acoustic generation
可植入生物芯片用于可见且可控的微波诱导经颅声波生成
摘要：
超声神经调控是大脑研究的强大工具，并在治疗脑部疾病方面展现出巨大潜力。然而，由于颅骨的声学特性异质性，现有的超声神经调控面临着严重的经颅声波衰减挑战。为了克服这些限制，我们报告了一种用于可见且可控的微波诱导经颅声波生成（Microwave-Induced Transcranial Acoustic Generation, MI-tAG）的可植入生物芯片。这种生物芯片柔软、灵活且生物相容，厚度仅为3毫米，适合用于人脑内植入。其构成的流体通道可以覆盖50毫米×60毫米的面积，能够实现大面积的神经刺激。填充在流体通道中的颗粒既具有高微波吸收率，确保高效的超声波生成，又具有磁性，可以通过外部磁场进行非接触式和灵活的操作。实验结果表明，通过将颗粒以线性排列与线性极化微波照射相结合，可以实现最佳的MI-tAG。稳定性评估表明，这些颗粒可以在至少七天内保持一致的声强，而不会出现退化。体外和体内实验的结果表明，MI-tAG可以操控超声源，并在实时清晰地定位它们。本研究为未来的超声神经调控提供了一种潜在的创新方法，激发了开发更有用的方法以推进大脑研究的灵感。本研究介绍了一种有前景的创新方法用于经颅声波生成，可能激发开发更有效的方法以推进超声神经调控。
引用：
Weian Chao, Ruyi Wen, Yubin Gong, Qiang Liu, and Lei Xi. Implantable bio-chip for visible and controllable microwave-induced transcranial acoustic generation.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 05, 2550012 (2025)
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825500129
12.Photoacoustic detecting of brain lymphatic dysfunction in inflammatory models
光声成像检测炎症模型中的脑淋巴功能障碍
摘要：
脑淋巴系统在维持稳态、清除代谢废物和调节神经炎症中发挥着关键作用。其功能障碍与阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病密切相关。在本研究中，我们采用双对比功能光声显微镜技术，评估了由脂多糖诱导的中枢神经系统炎症对脑淋巴功能的影响，并探讨了P2X7受体（P2X7R）拮抗剂的保护作用。研究结果表明，脂多糖干预导致脑膜淋巴管功能受损，而P2X7R拮抗剂部分恢复了这一功能，但对胶质淋巴系统和脑血管的影响较小。本研究进一步支持了光声显微镜用于评估脑淋巴功能的可行性，并强调了P2X7R拮抗作用的治疗潜力。这些发现表明，P2X7R可能是调节脑淋巴相互作用的关键靶点，为开发针对神经炎症和神经退行性疾病的干预策略提供了实验基础。
引用：
Meng Wang, Dan Wang, Zhigang Wang, Wenbin Shi, and Zhiyang Wang. Photoacoustic detecting of brain lymphatic dysfunction in inflammatory models.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 18, No. 05, 2550015 (2025)Research ArticleOpen Access
文章链接：
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825500154
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