皮膚是人體最重要的器官之一，它與人體的健康有著密不可分的聯(lián)系。皮膚病大多具有普遍性、復(fù)發(fā)性的性質(zhì)，通常的發(fā)生位置位于人體體表，皮膚疾病不僅會(huì)使患者遭受生理及精神上的痛苦，嚴(yán)重的皮膚疾病還會(huì)導(dǎo)致患者死亡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球平均每10人中就有1名皮膚病患者。因此，皮膚病的早期診斷對(duì)于患者的治療具有重要意義。而光譜法具有無(wú)創(chuàng)、快速、靈敏的檢測(cè)優(yōu)勢(shì)，將該技術(shù)引入到皮膚病檢測(cè)中已成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

1、熒光光譜檢測(cè)法

皮膚癌是人類最嚴(yán)重的皮膚疾病之一，其特點(diǎn)是死亡率高，治療復(fù)雜。為了輔助醫(yī)生進(jìn)行快速有效的診斷，引入了光譜學(xué)手段進(jìn)行病變組織檢測(cè)與診斷。Drakaki等采用16例基底細(xì)胞癌病變組織和4例對(duì)照正常組織進(jìn)行了對(duì)照試驗(yàn)（檢測(cè)裝置如圖1所示），利用熒光光譜技術(shù)對(duì)正常組織和病變組織進(jìn)行檢測(cè)，觀察到其特征峰值分別為435nm和456nm，并建立分類模型，成功鑒別基底細(xì)胞癌病變組織與正常皮膚組織。

圖1 熒光檢測(cè)裝置圖

玲玲等利用外源光敏劑ALA-PpIX在405nm的激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)下對(duì)小鼠鱗狀細(xì)胞癌診斷，發(fā)現(xiàn)病變組織和正常皮膚組織在635nm附近特征峰熒光強(qiáng)度明顯不同，證實(shí)此外源光敏劑是一種有效輔助臨床初步篩選鱗狀細(xì)胞癌的診斷方法，其光譜如圖2所示。

圖2 敷2%濃度的ALA鱗癌小鼠在不同時(shí)間點(diǎn)的正常皮膚和鱗癌種植瘤區(qū)域熒光光譜

2、漫反射光譜檢測(cè)法

漫反射光譜檢測(cè)技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本效益高和光譜信息豐富等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于研究各種組織類型的生理狀態(tài)。Tzeng等在500~900nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的漫反射光譜中發(fā)現(xiàn)銀屑病皮膚的氧化和脫氧血紅蛋白濃度與正常部位不同，但其他皮膚功能參數(shù)，如黑色素、膠原蛋白和散射系數(shù)，銀屑病患者和正?；颊咧g沒(méi)有明顯差異。Yang等發(fā)現(xiàn)在水吸收的1230~1380nm波段附近，皮膚吸收光譜擬合殘差和光散射特性是區(qū)分銀屑病病變皮膚與相鄰未受損皮膚和正常部位的有效參數(shù)。

3、紅外光譜檢測(cè)法

衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜法（ATR），可通過(guò)收集樣品表面的反射信號(hào)獲得組織樣品表層有機(jī)成分的信息。姜恒等對(duì)比健康皮膚與患銀屑病皮膚的ATR光譜，發(fā)現(xiàn)健康皮膚的酰胺Ⅰ為1647cm-1，酰胺吸收帶Ⅱ位于1593cm-1和1544cm-1，而銀屑病皮膚的酰胺Ⅰ峰為1642cm-1，比健康皮膚的波數(shù)降低了5cm-1，酰胺吸收帶Ⅱ變化更為明顯，1593cm-1處吸收峰消失，并且在1500-1800cm-1各吸收峰發(fā)生了波數(shù)的位移。這些結(jié)果表明，銀屑病皮膚的酰胺鍵發(fā)生了水解，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞。

4、高光譜成像檢測(cè)法

近年來(lái)，高光譜成像（HSI）已成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱門話題。HSI技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)皮膚組織無(wú)創(chuàng)、快速、靈敏檢測(cè)，且具有高分辨率、可成像的特點(diǎn)。Chen等[13]利用高光譜成像技術(shù)，采集1名銀屑病患者和39名健康患者的皮膚數(shù)據(jù)，使用光譜角度映射器來(lái)分析高光譜成像數(shù)據(jù)，建立了銀屑病評(píng)估方法與可視化光譜剖面圖。

5、結(jié)論

皮膚病的早期、快速、準(zhǔn)確檢測(cè)與診斷，是疾病有效治療的重要前提，可以大大減少患者的痛苦。光譜檢測(cè)法與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相結(jié)合，在皮膚病檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是為惡性皮膚的早期診斷提供廣闊的研究空間。

?

推薦：

便攜式地物光譜儀iSpecField-NIR/WNIR

專門用于野外遙感測(cè)量、土壤環(huán)境、礦物地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的最新明星產(chǎn)品，由于其操作靈活、便攜方便、光譜測(cè)試速度快、光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確是一款真正意義上便攜式地物光譜儀。

無(wú)人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)iSpecHyper-VM100

一款基于小型多旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由高光譜成像相機(jī)、穩(wěn)定云臺(tái)、機(jī)載控制與數(shù)據(jù)采集模塊、機(jī)載供電模塊等部分組成。無(wú)人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)通過(guò)獨(dú)特的內(nèi)置式或外部掃描和穩(wěn)定控制，有效地解決了在微型無(wú)人機(jī)搭載推掃式高光譜照相機(jī)時(shí)，由于振動(dòng)引起的圖像質(zhì)量較差的問(wèn)題，并具備較高的光譜分辨率和良好的成像性能。

便攜式高光譜成像系統(tǒng)iSpecHyper-VS1000

專門用于公安刑偵、物證鑒定、醫(yī)學(xué)醫(yī)療、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、礦物地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的最新產(chǎn)品，主要優(yōu)勢(shì)具有體積小、幀率高、高光譜分辨率高、高像質(zhì)等性價(jià)比特點(diǎn)采用了透射光柵內(nèi)推掃原理高光譜成像，系統(tǒng)集成高性能數(shù)據(jù)采集與分析處理系統(tǒng)，高速USB3.0接口傳輸，全靶面高成像質(zhì)量光學(xué)設(shè)計(jì)，物鏡接口為標(biāo)準(zhǔn)C-Mount，可根據(jù)用戶需求更換物鏡。

?