|Generate QR code
Open Access
Subscription Access
Raman Spectroscopy in Endoscopy: Development of Existing Solutions
Abstract
This paper presents a comparative analysis of existing endoscopic means of Raman spectroscopy. Their capabilities and characteristic limitations are described. A diagram of a promising endoscopic Raman spectrometer based on an acousto-optical deflector and a composite fiber bundle is proposed.
About the Authors
A. Yu. Belykh
Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
D. D. Khokhlov
Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
V. E. Pozhar
Scientific and Technological Center for Unique Instrumentation of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
References
1. A. Cantarero. Proc. Mater. Sci., 9 (2015) 113—122
2. M. Deluca, H. Hu, M. N. Popov, J. Spitaler, T. Dieing. Commun. Mater., 4, N 1 (2023)
3. N. Terakado, R. Sasaki, Y. Takahashi, T. Fujiwara, S. Orihara, Y. Orihara. Commun. Phys., 3, N 1 (2020)
4. X. Ma, X. Sun, H. Wang, Y. Wang, D. Chen, Q. Li. Front. Chem., 6 (2018)
5. K. C. Shah, M. B. Shah, S. J. Solanki, V. D. Makwana, D. K. Sureja, A. K. Gajjar, K. B. Bodiwala, T. M. Dhameliya. J. Mol. Struct., 1278 (2023) 134914
6. A. Arroyo-Cerezo, A. M. Jiménez-Carvelo, A. González-Casado, I. Ruisánchez, L. Cuadros-Rodríguez. Food Control, 146 (2023) 109522
7. A. Candeias, J. M. Madariaga. J. Raman Spectrosc., 50, N 2 (2019) 137—142
8. S. Celik, T. Akyuz, S. Akyuz, A. E. Ozel, S. Kecel-Gunduz, S. Basaran. Журн. прикл. спектр., 85, № 1 (2018) 172—178
9. M. Romani, S. Almaviva, F. Colao, R. Fantoni, M. Marinelli, A. Pasqualucci, A. Puiu, G. Verona-Rinati. Журн. прикл. спектр., 86, № 2 (2019) 327—336
10. E.-R. Mojica, Z. Dai. Talanta Open, 6 (2022) 100124
11. N. George, H. Singh, R. Jotaniya, S. R. Pandya. Forensic Sci. Int., 340 (2022) 111441
12. S. Chauhan, S. Sharma. Forensic Science, Medicine and Pathology (2023), doi: 10.1007/s12024-02300660-z
13. D. DePaoli, É. Lemoine, K. Ember, M. Parent, M. Prud’homme, L. Cantin, K. Petrecca, F. Leblond, D. Côté. J. Biomed. Opt., 25, N 5 (2020) 050901
14. D. W. Shipp, F. Sinjab, I. Notingher. Adv. Opt. Photon., 9, N 2 (2017) 315
15. L. Shi, A. A. Fung, A. Zhou. Quantitative Imaging in Medicine and Surgery, 11, N 3 (2020) 1078—1101
16. И. А. Братченко. Мультимодальный флуоресцентный и Рамановский спектральный анализ тканей кожи человека и методы машинного обучения для диагностики новообразований кожи и патологий почек, дис. … д-ра физ.-мат. наук, Самара (2022)
17. H. P. S. Heng, C. Shu, W. Zheng, K. Lin, Z. Huang. Translational Biophoton., 3, N 1 (2021)
18. H. Noothalapati, K. Iwasaki, T. Yamamoto. Spectrochim. Acta, Part A: Mol. and Biomol. Spectroscopy, 258 (2021) 119818
19. N. Sharma, N. Takeshita, K. Y. Ho. Clin. Endoscopy, 49, N 5 (2016) 404—407
20. C. L. Zavaleta, E. Garai, J. T. C. Liu, S. Sensarn, M. J. Mandella, D. Van De Sompel, S. Friedland, J. Van Dam, C. H. Contag, S. S. Gambhir. Proc. Nat. Acad. Sci., 110, N 25 (2013) E2288—E2297
21. E. Cordero. J. Biomed. Opt., 23, N 7 (2018) 071210
22. Эндоскопы: учебное пособие. 2-е изд., под ред. Т. Н. Хацевич, И. О. Михайлова, Новосибирск, СГГА (2012)
23. H. Sakr, Y. Chen, G. T. Jasion, T. D. Bradley, J. R. Hayes, H. C. H. Mulvad, I. A. Davidson, E. Numkam Fokoua, F. Poletti. Nature Commun., 11, N 1 (2020) 6030
24. J. R. Taylor. J. Biomed. Opt., 21, N 6 (2016) 061010
25. I. Gusachenko, M. Chen, K. Dholakia. Opt. Express, 25, N 12 (2017) 13782—13798
26. Y. W. Wang, A. Khan, S. Y. Leigh, D. Wang, Y. Chen, D. Meza, J. T. C. Liu. Biomed. Opt. Express, 5, N 9 (2014) 2883
27. E. Garai, S. Sensarn, C. L. Zavaleta, N. O. Loewke, S. Rogalla, M. J. Mandella, S. A. Felt, S. Friedland, J. T. C. Liu, S. S. Gambhir, C. H. Contag. PLOS One, 10, N 4 (2015) e0123185
28. A. Lombardini, V. Mytskaniuk, S. Sivankutty, E. R. Andresen, X. Chen, J. Wenger, M. Fabert, N. Joly, F. Louradour, A. Kudlinski, H. Rigneault. Light: Sci. Appl., 7, N 1 (2018) 10
29. E. P. Ayala, Y. Wu, K. Rabenorosoa, Y. Le Gorrec. IEEE/ASME Transact. on Mechatronics, 28, N 1 (2023) 385—395
30. L. V. Doronina-Amitonova, I. V. Fedotov, A. B. Fedotov, A. M. Zheltikov. Appl. Phys. Lett., 102, N 16 (2013)
31. K. Hirose, S. Fukushima, T. Furukawa, H. Niioka, M. Hashimoto. APL Photon., 3, N 9 (2018) 092407
32. P. Zirak, G. Matz, B. Messerschmidt, T. Meyer, M. Schmitt, J. Popp, O. Uckermann, R. Galli, M. Kirsch, M. J. Winterhalder, A. Zumbusch. APL Photon., 3, N 9 (2018)
33. J. Trägårdh, T. Pikálek, M. Šerý, T. Meyer, J. Popp, T. Čižmár. Opt. Express, 27, N 21 (2019) 30055
34. L. V. Amitonova, J. F. De Boer. Opt. Express, 28, N 3 (2020) 3779
35. T. Čižmár, K. Dholakia. Opt. Express, 19, N 20 (2011) 18871—18884
36. G. R. B. E. Römer, P. Bechtold. Phys. Proc., 56 (2014) 29—39
37. A. I. Morozov, A. S. Machikhin, A. B. Kozlov, V. E. Pozhar. J. Opt. Technol., 90, N 11 (2023) 679—683
38. S. N. Antonov, V. A. Kotelnikov. Phys. Astronomy Int. J., 3, N 6 (2019) 235—249
39. Теория и практика современной акустооптики, под ред. В. Я. Молчанова, Ю. И. Китаева, А. И. Колесникова, В. Н. Нарвера, А. З. Розенштейна, Н. П. Солодовникова, К. Г. Шаповаленко, Москва, МИСиС (2015)
40. D. Wei, S. Chen, Q. Liu. Appl. Spectrosc. Rev., 50, N 5 (2015) 387—406
41. Design and Fabrication of Acousto-Optic Devices, Eds. A. Goutzoulis, D. R. Pape, S. Kulakov, Boca Raton, FL: CRC Press (1994)
42. Ю. В. Костина, О. Ю. Русакова, Л. А. Михалицын, Г. Н. Бондаренко. Петролеомика, 3, N 1 (2023) 2—34
43. S. Mosca, C. Conti, N. Stone, P. Matousek. Nature Reviews Methods Primers, 1, N 1 (2021) 21
44. J. Dai, X. He, Z. Li, K. Li, T. Yang, Z. Ran, L. Yin, Y. Chen, X. Zou, D. Fang, G. Peng. Photon. Sensors, 9, N 1 (2019) 53—59
45. M. Pinto, K. C. Zorn, J.-P. Tremblay, J. Desroches, F. Dallaire, K. Aubertin, E. Marple, C. Kent, F. Leblond, D. Trudel, F. Lesage. J. Biomed. Opt., 24, N 2 (2019) 1
46. C. M. Penney, L. M. Goldman, M. Lapp. Nature Phys. Sci., 235, N 58 (1972) 110—112
47. Modern Raman Spectroscopy: a Practical Approach, Ed. E. Smith, G. Dent, Hoboken, Wiley (2004)
48. J. Wang, K. Lin, W. Zheng, K. Yu Ho, M. Teh, K. Guan Yeoh, Z. Huang. Sci. Rep., 5, N 1 (2015) 12957
49. G. Ziegelberger. Health Phys., 105, N 3 (2013) 271—295, doi: 10.1097/HP.0b013e3182983fd4
50. A. Downes, A. Elfick. Sensors, 10, N 3 (2010) 1871—1889
51. B. G. Bentz, J. Diaz, T. A. Ring, M. Wade, K. Kennington, D. M. Burnett, R. Mcclane, F. A. Fitzpatrick. Cancer Prevention Res., 3, N 4 (2010) 529—538
52. O. Liang, Y.-H. Xie. Multidisciplinary Cancer Investigation, 5, N 1 (2021) 1—12
53. M. A. Tahir, N. E. Dina, H. Cheng, V. K. Valev, L. Zhang. Nanoscale, 13, N 27 (2021) 11593—11634
54. S. Hu, D. Brooks, D. Nemirovsky, P. Gupta, B. Chiu, M. Razavi. Ann. Esophagus, 7 (2023)
55. R. R. Jones, D. C. Hooper, L. Zhang, D. Wolverson, V. K. Valev. Nanoscale Res. Lett., 14, N 1 (2019)
56. B. G. Saar, R. S. Johnston, C. W. Freudiger, X. S. Xie, E. J. Seibel. Opt. Lett., 36, N 13 (2011) 2396
57. J. Lin, D. Lin, S. Qiu, Z. Huang, F. Liu, W. Huang, Y. Xu, X. Zhang, S. Feng. Talanta, 257 (2023) 124330
Review
For citations:
Belykh A.Yu., Khokhlov D.D., Pozhar V.E. Raman Spectroscopy in Endoscopy: Development of Existing Solutions. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2025;92(3):386-394. (In Russ.)
Views:
7
Email this article 