体表组织内高谱图%3a成分信息及结构信息同步检测新技术.pdfVIP

第31卷，第1期 光谱学与光谱分析 V01．31，No．1。pp201‘204 201 and 1 1年1月 SpectroscopySpectralAnalysis January，201 体表组织内高谱图：成分信息和结构信息同步检测新技术 林凌，吴红杰，吴晓爽，李 刚 天津大学，精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072 摘要利用光学手段对体表组织信息的检测主要有光谱技术(OST)和光学相干层析技术(OCT)，OST以 元创、快速和灵敏的特点用于化学成分分析；oCT因其高分辨率、断层成像的特点，在组织结构探测上研究 广泛。但两种技术只注莺单一光谱或图像信息的获取和分析，缺乏多元性和系统性，对组织成分和位置的探 测不足，使得l临床应用具有局限性。基于此，该文提出体表组织内高谱图技术，得到组织光谱和图像的多元 信息，对组织的成分和结构同时系统分析；采用数据挖掘手段，对数据和病症直接分析建模，挖掘出组织的 光谱、图像以及二者交互项与疾病的关系。该技术为临床体表疾病的检测提供更多的信息，能够更准确地反 应体表组织生理、生化和病理的状况和改变，同时也降低了系统设备成本和简化了操作步骤。 关键词高光谱；成分信息；结构信息；数据挖掘 中图分类号：R318；TP391文献标识码：A DOI：10．3964／j．issrL1000--0593(2011)01-0201-04 的图像信息诊断。 引 言 但目前临床上尚未有较完善的光学技术应用于皮肤病的 无创诊断，OST因其仅得到组织成分的光谱信息，在组织深 皮肤作为人体内部与外部环境的屏障，保护机体免受外 度探测和结构信息的获得上存在明显的不足；()CT则仅在 界机械损伤、有毒物质或微牛物的入侵和辐射的伤害等【1]。 体表组织深度上达到r较满意的图像探测．但对组织成分的 皮肤一旦受到伤害，机体的健康乃至牛命也将受到威胁。随 光谱信息却没有涉及。由于生物组织的复杂性以及光与组织 着人口老龄化，老年医疗保健成为国际问题，皮肤病在中老 作用的多样性和不确定性，使得这两种方法在特征提取的过 年人群中患病概率比较高，而对老年皮肤病的研究数据较 程中都造成某种程度的信息鼍丢失，对疾病的准确诊断和治 少口一]。据调查，美国每年平均有70万人患上皮肤癌，黄种 疗造成一定的阻碍。为弥补oST和()CT技术的不足，本文 人虽然患病概率比白种人低，但也不能忽略皮肤癌的危险 提出体表组织内部高谱图技术，该技术将同时探测到皮肤组 性。光学技术以其安全、廉价、无创等优点，在皮肤病的无 织的成分光谱信息和位置结构信息。 创诊断和治疗中发挥着重要作用。目前采用光学技术进行皮 肤疾病诊断主要分为两个方向：光谱技术OST(opticalspec- 体表组织内部高谱图技术 tral coherence technique)和光学相干层析技术OCT(optical tomography)。其中OST技术主要是基于组织对光特定的吸体表组织内部高谱图技术结合了0趼无创和快速、灵 收、反射、散射等作用，由探测到的光谱信息对组织的异常 敏的成分检测特点和0CT高分辨率、特定层深度的横断面 或病变情况进行判断。在皮肤疾病的检测中，已通过探测皮 成像的特点，同时探测到组织的光谱信息和图像信息以及二 肤的反射光谱[4]、吸收光谱[引、荧光光谱及反射光谱[6]实现者的交互信息，为疾病的检测提供更全面的组织成分和结构 了白癜风、黑色素沉着病，恶性黑色素瘤，和由组织血液引 信息，实现更为准确的诊断。 起的鲜红斑痣、银屑病、红斑狼疮等疾病的成分信息检测分 1．1技术的原理 析。()CT技术则利用生物组织对