高光谱成像技术及其应用

高光谱成像（hyperspectral imaging，HSI）集图像信息和光谱信息于一体，能同时反映实验对象的化学信息、物理信息及其空间分布信息，其无辐射、非损伤、非接触、大数据、可视化等优势特点，已日益成为生物检测、实验医学等领域研究检测的重要先进技术手段。作为的高光谱生产厂商Specim的中国区代理，易科泰生态技术公司可以提供全面的高光谱成像技术应用创新方案。

常用高光谱成像仪选型：

可根据需要选配其它技术指标高光谱如MWIR和LWIR等

可选配Thermo-RGB红外热成像

应用案例：

案例1：2015年发表的论文“Hyperspectral optical tomography of intrinsic signals in the rat cortex”一文中，研究人员研究了大鼠大脑皮层的高光谱成像，研究者发现有氧血红蛋白和脱氧血红蛋白分别在529nm和630nm处有敏感变化。鉴于高光谱技术数据算法的灵活多边性，作者开发了一种新的高光谱算法DOT，用于方便快捷的判断血液中结合氧含量。

案例2：2017年发表的“Kleptoplast photosynthesis is nutritionally relevant in the sea slug Elysia viridis”一文中，研究了海蛞蝓的“光合作用”，海蛞蝓以大型藻类为食，并将叶绿体渗入其肾小管细胞中，研究者利用高光谱成像对海蛞蝓体内的叶绿体的丰度、分布和光合作用机制进行了研究，发现黑暗饥饿24天的海蛞蝓体内的叶绿体明显变少，可见，在极其恶劣的环境中，海蛞蝓体内的叶绿体可进行分解，以满足其能量需求

案例3：2012年发表的论文“Hyperspectral imaging and spectral-spatial classification for cancer detection”，文中提出高光谱成像是一种用于生物医学应用的新兴技术。本研究提出了一种先进的图像处理和分类方法，用于分析前列腺癌检测的高光谱图像数据。开发了小二乘支持向量机（LS-SVM）并对其进行了评估以对高光谱数据进行分类，以增强对癌组织的检测。该方法用于检测荷瘤小鼠的前列腺癌。创建空间分辨图像以突出癌症的反射特性与正常组织的反射特性的差异。小鼠的初步结果表明，高光谱成像和分类方法能够可靠地检测动物模型中的前列腺肿瘤。高光谱成像技术可以为癌症的光学诊断提供新工具

案例4：2013年发表的“Non-Invasive Measurement of Frog Skin Reflectivity in High Spatial Resolution Using a Dual Hyperspectral Approach”一文中，研究者采用了由两个推扫式高光谱成像系统组成的双摄像机设置，其产生400和2500nm之间的反射图像，分析了三种树栖青蛙的光谱反射率。3中树蛙都呈现出肉眼可见的绿色，但物种之间的光谱反射率在700和1100nm之间显着不同，依次可以区分不同种类。

案例5：Houzhu Dingd等（2015）、Michael S. Chin等（2015）本别以猪和裸鼠作为实验动物，对烧伤分级和恢复进行了高光谱成像研究。

左图为根据高光谱成像分析得出的烧伤区域氧饱和分布与血红蛋白分布，T00、T01、T04、T24分别为烧伤0时、1小时、4小时、24小时后；右图上图为裸鼠烧伤皮肤彩色成像，中图为高光谱成像分析的氧合血红蛋白成像，下图为组织切片，高光谱成像可以将烧伤深度进行非损伤、非接触、高通量分级