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醫(yī)學(xué)成像光譜技術(shù)突破 可快速診斷肺癌
2020年03月04日 09:21:12
來源：儀器網(wǎng) 點擊量：4375
核磁共振、CT、B超，這些醫(yī)學(xué)成像技術(shù)是現(xiàn)代醫(yī)療體系常用的臨床檢測技術(shù)。但是隨著生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的研究逐漸深入，只能顯示生物器官組織圖像的成像技術(shù)已經(jīng)跟不上當(dāng)前的研究進展。如何對生物細胞與分子進行清晰成像是臨床醫(yī)學(xué)和影像學(xué)的研究熱點，醫(yī)學(xué)成像光譜技術(shù)就因此而誕生。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】核磁共振、CT、B超，這些醫(yī)學(xué)成像技術(shù)是現(xiàn)代醫(yī)療體系常用的臨床檢測技術(shù)。但是隨著生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的研究逐漸深入，只能顯示生物器官組織圖像的成像技術(shù)已經(jīng)跟不上當(dāng)前的研究進展。如何對生物細胞與分子進行清晰成像是臨床醫(yī)學(xué)和影像學(xué)的研究熱點，醫(yī)學(xué)成像光譜技術(shù)就因此而誕生。
成像光譜技術(shù)起源于遙感領(lǐng)域，是光譜分析技術(shù)和光學(xué)成像技術(shù)的結(jié)合，廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、農(nóng)林、水文、大氣等領(lǐng)域。當(dāng)成像光譜技術(shù)運用于生物組織樣本的檢測時，既可以獲得樣本的生化組分信息，又能夠得到樣本的二維空間圖像，從而分析生物組織的生理和病理變化，實現(xiàn)疾病的早期診斷。
目前臨床應(yīng)用的醫(yī)學(xué)成像光譜技術(shù)叫做熒光高光譜成像(FHSI)，它可以在光譜上區(qū)分顏色，標(biāo)記并跟蹤目標(biāo)分子，然后生成彩色圖像。但是它也存在局限，例如不一定能顯示全彩的光譜。而且熒光高光譜成像技術(shù)在分析過程中需要耗費大量時間收集和處理數(shù)據(jù)，導(dǎo)致患者無法及時拿到檢測結(jié)果。
近日，美國南加州大學(xué)的研究人員在《自然-通訊》上發(fā)表了醫(yī)學(xué)成像光譜技術(shù)的新研究成果——光譜編碼增強成像技術(shù)(SEER)，可以解決熒光高光譜成像技術(shù)的不足，有效提高檢測速度和準確率。
研究人員表示該技術(shù)的工作速度與熒光高光譜成像相比提高了66倍，而準確率也提高了1.7倍。而這意味著患者可以更及時地得到診斷。光譜編碼增強成像技術(shù)的突破在于數(shù)據(jù)處理與分析的算法的進步，得益于大數(shù)據(jù)的發(fā)展，新的算法能夠以更少的計算機內(nèi)存更快地從光譜圖像中提取有用信息，獲取更多細節(jié)。
癌癥檢測是高光譜成像技術(shù)的主要應(yīng)用之一。患者組織結(jié)構(gòu)在細胞和亞細胞水平上的變化可以作為癌癥早期診斷的重要標(biāo)識，而醫(yī)學(xué)成像光譜技術(shù)可以很好地捕捉到這一變化。因此光譜編碼增強成像技術(shù)的實際應(yīng)用也將從癌癥檢測開始。研究團隊與洛杉磯兒童醫(yī)院達合作，光譜編碼增強成像技術(shù)將用于檢測患者的早期肺癌和污染物造成的潛在損害。此外，生命科學(xué)領(lǐng)域的研究者已經(jīng)在他們的實驗室中使用光譜編碼增強成像技術(shù)。
這項研究的主要作者表示，光譜編碼增強成像技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，他希望可以將其整合為一款多功能的手機APP，在食品安全、假幣檢測等方面發(fā)揮作用。雖然近幾年已經(jīng)有不少在手機上增加光譜儀模塊實現(xiàn)光譜檢測功能的研究，但以光譜編碼增強成像技術(shù)核心開發(fā)出手機APP依然是一件很困難的事情。如果有一天真的實現(xiàn)，那么在食品安全、假幣檢測之外，我們也許可以在家給自己做一個光譜成像，而那個時候，遠程醫(yī)療大概也就可以實現(xiàn)了。
編輯點評：癌是惡性腫瘤中常見的一種病，也是一種比較難以治療的疾病。對于癌癥患者來說，越早發(fā)現(xiàn)，治愈率就越高。因此，若是能提高癌癥的診斷能力，就能大大提高確診速度，為治療提供比較充裕的時間。醫(yī)學(xué)成像光譜技術(shù)的不斷突破，一步一步提升了肺癌的診斷速度，為肺癌的治療給予了幫助。
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