醫(yī)學(xué)高光譜成像技術(shù)可快速診斷肺癌

隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，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(cè)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(jìn)展。如何對(duì)生物細(xì)胞與分子進(jìn)行清晰成像是臨床醫(yī)學(xué)和影像學(xué)的研究熱點(diǎn)，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(yùn)用于生物組織樣本的檢測(cè)時(shí)，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(shí)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(fèi)大量時(shí)間收集和處理數(shù)據(jù)，導(dǎo)致患者無法及時(shí)拿到檢測(cè)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)的最新研究成果——光譜編碼增強(qiáng)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(cè)速度和準(zhǔn)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(zhǔn)確率也提高了1.7倍。而這意味著患者可以更及時(shí)地得到診斷。光譜編碼增強(qiáng)成像技術(shù)的突破在于數(shù)據(jù)處理與分析的算法的進(jìn)步，得益于大數(shù)據(jù)的發(fā)展，新的算法能夠以更少的計(jì)算機(jī)內(nèi)存更快地從光譜圖像中提取有用信息，獲取更多細(xì)節(jié)。

癌癥檢測(cè)是高光譜成像技術(shù)的主要應(yīng)用之一?；颊呓M織結(jié)構(gòu)在細(xì)胞和亞細(xì)胞水平上的變化可以作為癌癥早期診斷的重要標(biāo)識(shí)，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(qiáng)成像技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用也將從癌癥檢測(cè)開始。研究團(tuán)隊(duì)與洛杉磯兒童醫(yī)院達(dá)合作，光譜編碼增強(qiáng)成像技術(shù)將用于檢測(cè)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(shí)驗(yàn)室中使用光譜編碼增強(qiáng)成像技術(shù)。

這項(xiàng)研究的主要作者表示，光譜編碼增強(qiáng)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(jī)APP，在食品安全、假幣檢測(cè)等方面發(fā)揮作用。雖然近幾年已經(jīng)有不少在手機(jī)上增加光譜儀模塊實(shí)現(xiàn)光譜檢測(cè)功能的研究，但以光譜編碼增強(qiáng)成像技術(shù)核心開發(fā)出手機(jī)APP依然是一件很困難的事情。

如果有一天真的實(shí)現(xiàn)，那么在食品安全、假幣檢測(cè)之外，我們也許可以在家給自己做一個(gè)光譜成像，而那個(gè)時(shí)候，遠(yuǎn)程醫(yī)療大概也就可以實(shí)現(xiàn)了。