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医学成像光谱技术突破能够快速诊断出肺癌

发布时间:2021-01-24 16:23  作者:365滚球

  核磁共振、CT、B超,这些医学成像技术是现代医疗体系常用的临床检测技术。但是随着生命科学和医学的研究逐渐深入,只能显示生物器官组织图像的成像技术已经跟不上当前的研究进展。如何对生物细胞与分子进行清晰成像是临床医学和影像学的研究热点,医学成像光谱技术就因此而诞生。

  成像光谱技术起源于遥感领域,是光谱分析技术和光学成像技术的结合,广泛应用于地质、农林、水文、大气等领域。当成像光谱技术运用于生物组织样本的检测时,既可以获得样本的生化组分信息,又能够得到样本的二维空间图像,从而分析生物组织的生理和病理变化,实现疾病的早期诊断。

  目前临床应用的医学成像光谱技术叫做荧光高光谱成像(FHSI),它可以在光谱上区分颜色,标记并跟踪目标分子,然后生成彩色图像。但是它也存在局限,例如不一定能显示全彩的光谱。而且荧光高光谱成像技术在分析过程中需要耗费大量时间收集和处理数据,导致患者无法及时拿到检测结果。

  近日,美国南加州大学的研究人员在《自然-通讯》上发表了医学成像光谱技术的最新研究成果——光谱编码增强成像技术(SEER),可以解决荧光高光谱成像技术的不足,有效提高检测速度和准确率。

  研究人员表示该技术的工作速度与荧光高光谱成像相比提高了66倍,而准确率也提高了1.7倍。而这意味着患者可以更及时地得到诊断。光谱编码增强成像技术的突破在于数据处理与分析的算法的进步,得益于大数据的发展,新的算法能够以更少的计算机内存更快地从光谱图像中提取有用信息,获取更多细节。

  癌症检测是高光谱成像技术的主要应用之一。患者组织结构在细胞和亚细胞水平上的变化可以作为癌症早期诊断的重要标识,而医学成像光谱技术可以很好地捕捉到这一变化。因此光谱编码增强成像技术的实际应用也将从癌症检测开始。研究团队与洛杉矶儿童医院达合作,光谱编码增强成像技术将用于检测患者的早期肺癌和污染物造成的潜在损害。此外,生命科学领域的研究者已经在他们的实验室中使用光谱编码增强成像技术。

  这项研究的主要作者表示,光谱编码增强成像技术的应用前景广阔,他希望可以将其整合为一款多功能的手机APP,在食品安全、假币检测等方面发挥作用。虽然近几年已经有不少在手机上增加光谱仪模块实现光谱检测功能的研究,但以光谱编码增强成像技术核心开发出手机APP依然是一件很困难的事情。如果有一天真的实现,那么在食品安全、假币检测之外,我们也许可以在家给自己做一个光谱成像,而那个时候,远程医疗大概也就可以实现了。

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