醫學成像光譜技術突破 可快速診斷肺癌

光譜資訊可以得到什麼

核磁共振、CT、B超，這些醫學成像技術是現代醫療體系常用的臨床檢測技術。但是隨著生命科學和醫學的研究逐漸深入，只能顯示生物器官組織影象的成像技術已經跟不上當前的研究進展。如何對生物細胞與分子進行清晰成像是臨床醫學和影像學的研究熱點，醫學成像光譜技術就因此而誕生。

成像光譜技術起源於遙感領域，是光譜分析技術和光學成像技術的結合，廣泛應用於地質、農林、水文、大氣等領域。當成像光譜技術運用於生物組織樣本的檢測時，既可以獲得樣本的生化組分資訊，又能夠得到樣本的二維空間影象，從而分析生物組織的生理和病理變化，實現疾病的早期診斷。

目前臨床應用的醫學成像光譜技術叫做熒光高光譜成像（FHSI），它可以在光譜上區分顏色，標記並跟蹤目標分子，然後生成彩色影象。但是它也存在侷限，例如不一定能顯示全綵的光譜。而且熒光高光譜成像技術在分析過程中需要耗費大量時間收集和處理資料，導致患者無法及時拿到檢測結果。

近日，美國南加州大學的研究人員在《自然-通訊》上發表了醫學成像光譜技術的最新研究成果——光譜編碼增強成像技術（SEER），可以解決熒光高光譜成像技術的不足，有效提高檢測速度和準確率。

研究人員表示該技術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的突破在於資料處理與分析的演算法的進步，得益於大資料的發展，新的演算法能夠以更少的計算機記憶體更快地從光譜影象中提取有用資訊，獲取更多細節。

癌症檢測是高光譜成像技術的主要應用之一。患者組織結構在細胞和亞細胞水平上的變化可以作為癌症早期診斷的重要標識，而醫學成像光譜技術可以很好地捕捉到這一變化。因此光譜編碼增強成像技術的實際應用也將從癌症檢測開始。研究團隊與洛杉磯兒童醫院達合作，光譜編碼增強成像技術將用於檢測患者的早期肺癌和汙染物造成的潛在損害。此外，生命科學領域的研究者已經在他們的實驗室中使用光譜編碼增強成像技術。

這項研究的主要作者表示，光譜編碼增強成像技術的應用前景廣闊，他希望可以將其整合為一款多功能的手機APP，在食品安全、假幣檢測等方面發揮作用。雖然近幾年已經有不少在手機上增加光譜儀模組實現光譜檢測功能的研究，但以光譜編碼增強成像技術核心開發出手機APP依然是一件很困難的事情。如果有一天真的實現，那麼在食品安全、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，遠端醫療大概也就可以實現了。