多光譜成像技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
醫(yī)生和研究人員正在改造一項(xiàng)人造衛(wèi)星長(zhǎng)期應(yīng)用的技術(shù)來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)研究。多光譜成像使用一個(gè)照相機(jī)和某個(gè)特定的可見(jiàn)光的波長(zhǎng)和紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行拍照。它甚至可以對(duì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行攝影,因?yàn)槟承┎ㄩL(zhǎng)的光可以無(wú)任何傷害 ..
醫(yī)生和研究人員正在改造一項(xiàng)人造衛(wèi)星長(zhǎng)期應(yīng)用的技術(shù)來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)研究。多光譜成像使用一個(gè)照相機(jī)和某個(gè)特定的可見(jiàn)光的波長(zhǎng)和紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行拍照。它甚至可以對(duì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行攝影,因?yàn)槟承┎ㄩL(zhǎng)的光可以無(wú)任何傷害的穿透人體。
X射線(xiàn)和磁共振成像在醫(yī)學(xué)上非常的有用,但是它們并不能告訴醫(yī)生他們想知道的每一件事情。為獲得關(guān)于各種不同疾病的結(jié)構(gòu)效應(yīng)和化學(xué)上的詳細(xì)資料的更為清楚的描述,研究人員正在改造一項(xiàng)人造衛(wèi)星長(zhǎng)期應(yīng)用的技術(shù)來(lái)進(jìn)行醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)研究。 這項(xiàng)技術(shù)叫做“多光譜成像(multispectral imaging)”,它使用一個(gè)照相機(jī)和某個(gè)特定的可見(jiàn)光的波長(zhǎng)和紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)來(lái)對(duì)胎塊(moles)和其它的表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行拍照。它甚至能對(duì)腦或是腫瘤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行拍照,這是因?yàn)槟承┎ㄩL(zhǎng)的光線(xiàn)可以穿透這些組織,而對(duì)它們毫無(wú)傷害。通過(guò)對(duì)不同的生物組織(比如說(shuō)水和脂肪)選擇合適的波長(zhǎng)的光線(xiàn),研究人員就可以獲取其它一些難以獲得的詳細(xì)資料,就像人造衛(wèi)星利用適當(dāng)波長(zhǎng)的紅外線(xiàn)可以獲得人口稠密的城市地區(qū)的熱度信息一樣。 各個(gè)大學(xué)的工程師都在積極開(kāi)發(fā)這種用于醫(yī)學(xué)的影像工具,他們中間有許多人獲得了美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生部(NIH the National Institutes of Health)的基金支持。因?yàn)槎喙庾V成像可以實(shí)時(shí)的工作,所以它們可以用在很多的方面,比如可以在手術(shù)室為醫(yī)生提供指導(dǎo)。Alexander Gorbach是位于馬里蘭州貝塞斯達(dá)市(Bethesda)的國(guó)家衛(wèi)生部臨床中心的一名研究人員,他目前正在建立一個(gè)系統(tǒng)以幫助神經(jīng)外科醫(yī)生辨別腦中的癌組織和正常的組織,該系統(tǒng)基于這樣的事實(shí),放大后的癌細(xì)胞核和正常細(xì)胞的細(xì)胞核對(duì)光線(xiàn)的反射情況不同。這個(gè)影像機(jī)可以幫助腦外科醫(yī)生準(zhǔn)確的知道應(yīng)該在什么地方施以手術(shù)。 這項(xiàng)技術(shù)也可以幫助醫(yī)生在不對(duì)病人進(jìn)行開(kāi)刀的情況下,獲取相關(guān)的醫(yī)療數(shù)據(jù)。麻省理工學(xué)院激光生物醫(yī)學(xué)研究中心(MIT’s Laser Biomedical Research Center)的主任Michael Feld說(shuō),“這是它的一大優(yōu)勢(shì),不需要移除某些組織就可以得到必要的信息。”Feld目前正在從事開(kāi)發(fā)一種系統(tǒng),用來(lái)確定動(dòng)脈粥樣斑(plaques in arteries)里的鈣含量,這個(gè)信息可以告訴心臟病專(zhuān)家這些組織是否出了問(wèn)題。收集這些適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)信息是可行的,這是因?yàn)椴煌?lèi)型的分子以特定的模式吸收和反射光線(xiàn)。 利用這個(gè)效應(yīng),可以在一些癌癥的診斷上產(chǎn)生重大的影響。Sergio Fantini是馬薩諸塞州(MA Massachusetts)美德福德市(Medford)Tufts大學(xué)電子工程系的一名教授,他目前在用不同波長(zhǎng)的紅外線(xiàn)來(lái)測(cè)定乳 房組織中的氧含量,這一點(diǎn)是非常重要的,那是因?yàn)榘┘?xì)胞與普通細(xì)胞相比,會(huì)消耗更多的氧。當(dāng)前,采用傳統(tǒng)的乳 房X線(xiàn)照相術(shù),有90%的可疑癥狀在病發(fā)初期都可以被發(fā)現(xiàn)。但是,F(xiàn)antini說(shuō),“我們希望通過(guò)對(duì)氧含量的測(cè)定來(lái)辨別良性和惡性的腫瘤!边@有可能使每年幾十萬(wàn)的婦女從痛苦的活組織切片檢查中解脫出來(lái)。美國(guó)奧斯汀得克薩斯大學(xué)(the University of Texas at Austin)的研究人員正在進(jìn)行一項(xiàng)人體實(shí)驗(yàn),希望借此了解多光譜成像是否可以取代當(dāng)前的宮頸癌的檢查。他們希望把假陽(yáng)性(false positive)率降低到差不多40%的水平,他們估計(jì)這樣的話(huà),每年就能夠節(jié)約6.25億美元的支出。如果這些實(shí)驗(yàn)證實(shí)了多光譜成像的醫(yī)學(xué)價(jià)值,醫(yī)生將可以以一個(gè)全新的視角來(lái)對(duì)待他的病人。 |
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