推扫式高光谱显微成像系统设计与实验

摘要：

高光谱显微成像(HMI)是一种新型无损光学诊断技术,其光谱数据能够反映样本的内部微环境变化,图像数据可以反映样本空间结构信息,因此可以作为癌症诊断工具,在未来具有广阔的应用前景.但HMI数据量大且数据结构复杂,将其应用于癌症诊断领域需要进行系统详细的数据解译.设计并搭建了一套推扫式HMI系统,并编写了系统控制、数据采集和数据分析软件,可提供多种基于机器学习的数据处理方法.基于MATLAB编制了具有图形化用户界面的HMI数据采集和数据分析软件,该软件可给出分析结果,为医生病理诊断提供了便利.利用该系统和软件进行皮肤癌的分类与分期研究,验证了系统的性能.HMI系统的光谱范围为465.5～905.1 nm,光谱分辨率约为3 nm,视场尺寸为400.18 μm×192.47 μm,放大倍率为28.15,实际分辨率范围为1.10～1.38μm.分别采集基底细胞癌、鳞状细胞癌和恶性黑色素瘤组织的HMI数据,利用图像数据实现了三种皮肤癌的分类,准确率为85％;利用光谱数据实现了鳞状细胞癌的分期鉴别,准确率达到96.4％.

关键词：医用光学、高光谱显微成像、皮肤癌、图形用户界面、癌症诊断

所属期刊栏目：49

分类号：TH742(仪器、仪表)

资助基金：国家自然科学基金;高等学校学科创新引智计划;中国科学院重点实验室开放基金

在线出版日期：2022-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：39-46