83、生物光子学介入成像技术全解析

生物光子学介入成像技术全解析

1. 多光谱成像（MSI）技术

多光谱成像（MSI）是一种重要的生物光子学成像技术，它有不同的成像方式。
- 逐行扫描成像 ：通过成像探测器的一个维度记录单行图像，另一个维度使用棱镜或光栅分散光线来记录光谱数据。不过，这种方法采集速度慢，因为需要逐行扫描组织来构建二维图像，且受相机帧率限制，不太适用于介入应用。
- 快照成像 ：能同时记录所有数据。例如，空间探测器可通过不同滤波器的“拜耳”图案划分，在更大波长范围内获取更多光谱带，但通常会降低光谱分辨率。还有图像映射光谱法，将两个空间维度和一个光谱维度分布在二维相机上，以重建光谱数据立方体。另外，也可结合高空间分辨率白光成像和低空间分辨率光谱学，利用信息处理方法恢复高分辨率光谱图像。

在分析MSI数据时，由于大多数组织吸收光谱已知，可构建分析模型，使用光谱解混算法恢复各个成分。但模型构建存在一些复杂因素：
1. 不同波长的光穿透深度不同，有效采样体积也不同。
2. 光散射与波长有关，会影响光的穿透。
3. 泛光照明和宽场检测使光子在组织内的传播路径不如漫反射光谱法（DRS）明确。

因此，除了建模，利用并行处理硬件和机器学习/深度学习进行特征提取和分类用于病理诊断也很有前景。不过，和其他生物光子学技术一样，由于需要与组织学的真实数据进行对比测试，进展受到限制。

MSI有众多应用，如下表所示：
|应用场景|具体说明|
| ---- | ---- |
|糖尿病足监测|可实时监测糖尿病足的组织变化|
|肺气肿检测|辅助肺气肿的