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应用高光谱成像技术检测脑胶质瘤的实验研究
目的 通过应用高光谱成像(HSI)技术确定小鼠颅内种植胶质瘤的区域和边界,为HSI在临床手术中引导脑胶质瘤的精准切除提供实验基础.方法 通过种植胶质瘤GL261细胞株建立C57小鼠胶质瘤模型,利用HSI结合手术显微镜系统对13只模型动物(10只离体、3只在体)进行成像研究,提取脑胶质瘤和正常组织的特征光谱,并将获取的图像与其7.0 T MRI图像进行比较.结果 各组织的特征光谱曲线显示,肿瘤中心组织与各部位脑组织的光反射率在460～ 700 nm处相差较大;肿瘤边缘的光反射率与内囊、胼胝体在460 ～600 nm处相差较大,与齿状回在460 ～700 nm处则差别不明显;与皮质和丘脑相比,肿瘤边缘的光谱反射率在500～600 nm处较低,而在650～700 nm处较高.HSI R700/R545图像能清晰显示肿瘤的区域及其边界,与苏木素-伊红染色相比,普通红绿蓝三色合成图、MRI T2、HSI R700/R545的成像精度分别为(81.9±4.5)％、(84.4±4.7)％以及(92.4±2.5)％.结论 HSI能精准显示胶质瘤模型小鼠肿瘤的区域及其边界,有可能成为神经外科手术中实时、无标记、在体检测与成像脑胶质瘤的新方法.
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高光谱成像技术在眼底病及相关研究中的应用
高光谱成像技术是由光学成像技术及光谱诊断技术结合发展而来.将该技术与眼底照相机相结合,可获得眼底图像及光谱信息,再通过相应的软件进行处理,可用于观测视网膜、视神经的结构并获得其病理生理变化信息.目前已有研究将该技术用于协助糖尿病视网膜病变的观察及氧饱和度的监测.本文对该技术及其在眼底病及相关研究中的应用进行了回顾和展望.
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声光可调谐滤波器的细胞生物学研究应用
波长选择在荧光光谱仪和显微镜等光学应用中发挥了至关重要的作用.声光可调谐滤波器(AOTF)作为一种电光器件可实现多光源入射波长、功率的同时调制.在声光可调谐滤波器中,压电换能器结合于二氧化碲或石英晶体产生高频声波,改变晶体折射率形成周期性分布.该现象在晶体中生成衍射光栅,使以布拉格角正交入射的光束被高效衍射至一阶光束.当改变施加到晶体的信号频率时将改变折射率变化周期,因此,衍射光的波长随之改变.同时,衍射光强度由施加到晶体的信号振幅决定.本文从声光可调谐滤波器原理和特点出发,总结了声光可调谐滤波器在细胞生物学研究系统中的应用模型.得益于作用时间短、波长分辨率高、无振动部件等特性,声光可调谐滤波器提升了多波长光源功率调制能力,使细胞计数系统具备了细胞高光谱成像能力.所以不仅限于传统细胞生物学研究,包含声光可调谐滤波器件的系统还将在多参数高内涵成像分析、扫描荧光显微术、药物毒理研究等领域成为有力的研究工具.
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高光谱成像医学诊断的探讨
目的:高光谱成像是一个新兴的,非破坏性的,先进的光学技术,它具有光谱和成像的双重功能,这种双重功能使得高光谱成像能够同时提供实验对象的化学和物理特征,并具有良好的空间分辨率.文章探讨利用高光谱成像技术进行医学诊断的潜力及前景.方法:首先介绍高光谱成像原理及特点,并综述高光谱成像技术在医学诊断方面的研究进展,具体从体表组织和器官的原位医学高光谱成像诊断、体内组织和器官的离体医学高光谱成像诊断、病理学切片及细胞显微高光谱成像医学诊断和光纤高光谱成像活体医学诊断四个方面进行了详细介绍.结果:高光谱成像作为一种特殊光学诊断技术,具有成像系统多样化、研究对象广泛化、临床诊断实用化和分析方法功能化等特征.结论:高光谱成像技术具有原位实时活体诊断疾病(特别是肿瘤)的潜力,临床应用前景广阔,值得深入研究.
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高光谱成像诊断胃癌组织研究进展
胃癌具有高发生率、高致死率的典型特征.胃癌现有诊断技术和手段无法完全满足临床需要.高光谱成像具有光谱和成像的双重功能,开始应用到胃癌检测与诊断领域.文章探讨利用高光谱成像诊断胃癌组织的潜力及前景.首先介绍高光谱成像诊断肿瘤组织的理论基础和基本流程,然后从宏观层次和微观层次综述高光谱成像诊断胃癌组织的新研究进展.文章认为现有实验结果在一定程度上证实了高光谱成像诊断胃癌组织的科学性与可行性,但是公认的高光谱成像诊断胃癌组织的程序并未建立.因此,进一步研究工作应该在阐明分子机理的基础上构建高光谱成像诊断胃癌组织的方法体系,为胃癌早期诊断、发生发展机理研究、手术切缘判断、预后疗效监测等提供理论指导和技术支持.
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高光谱成像结合化学计量学诊断胃癌组织
目的:高光谱成像具有光谱和成像的双重功能,这种特性使得高光谱成像能够同时提供实验对象的光谱(即化学信息)和图像(即物理信息)特征.文章探讨了利用高光谱成像技术结合化学计量学方法诊断胃癌组织的可行性及科学性.方法:利用近红外高光谱成像系统获取胃癌组织及正常组织的高光谱图像,利用化学计量学从中提取肿瘤及正常组织的特征光谱并进行光谱归属,然后结合多种目标识别算法自动提取胃癌肿瘤目标,后利用图像融合技术对识别结果进行形象直观展示,形成高光谱图像诊断胃癌组织的方法体系.结果:正常组织和癌变组织的光谱差异主要体现在950 nm～1050 nm,1150 nm～1250nm和1400 nm～1500 nm三个光谱区域.利用主成分分析降低高光谱数据维度,同时提取了6个佳波长,即975 nm、1075nm、1215nm、1275nm、1390nm和1450nm,利用这些波长作为端元输入可以鉴别肿瘤与正常组织,肿瘤目标检测结果与组织病理学检测结果一致.结论:在化学计量学方法的辅助下,近红外高光谱成像能够诊断胃癌组织.该方法具有客观、快速、准确、无损无创、原位等特点,具有临床应用前景.
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高光谱成像技术用于医学诊疗的研究进展
高光谱成像(hyperspectral imaging,HSI)技术集图像信息与光谱信息于一体,能同时反映实验对象的化学信息和物理信息,并具有良好的空间分辨率.HSI作为一种新兴技术,具有应用广泛性、信息全面性、使用安全性、技术实用性、数据处理方法多样性等特点,在医学中开始逐渐得以应用.本文探讨HSI技术在医学上的应用进展,从离体检测、动物模型、在体检测和中医诊断多个方面进行综述,并对其在临床医学的应用前景进行展望.
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烧伤深度诊断技术研究进展
The accurate diagnosis of burn depth is one of the important problems in the field of burn surgery.The diagnosis accuracy rate is directly related to the treatment plan and effect.The existed clinical diagnosis methods mainly depend on the experience of burn surgeon,making the accuracy rate from 50％ to 65％.In order to improve the accuracy rate of clinical burn depth diagnosis,a large number of diagnosis methods based on imaging are proposed,however,all of the methods are still in the stage of experimental research.In this paper,the research advances on the diagnosis techniques of burn depth are summarized,both the advantages and the shortcomings are pointed,and the development trend of diagnosis techniques of burn depth is expected.
