高光譜成像技術(shù)（Hyperspectral Imaging, HSI）通過捕捉物質(zhì)的連續(xù)光譜信息與空間信息，形成“光譜立方體”，能夠揭示傳統(tǒng)成像技術(shù)無(wú)法獲取的分子級(jí)特征。作為國(guó)內(nèi)光譜技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，深圳市中達(dá)瑞和科技有限公司依托自主研發(fā)的高光譜相機(jī)與光譜云平臺(tái)，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了多項(xiàng)突破性應(yīng)用。本文聚焦其在病理分析、病毒檢測(cè)及成分分析中的核心價(jià)值與實(shí)踐成果。

一、病理分析：精準(zhǔn)診斷與效率提升

高光譜相機(jī)通過非侵入式成像，結(jié)合人工智能算法，為病理診斷提供了高精度、自動(dòng)化的解決方案。

腫瘤檢測(cè)與分級(jí)

·良惡性區(qū)分：基于病理切片的光譜特征差異（如血紅蛋白吸收峰、細(xì)胞核密度等），HSI技術(shù)可區(qū)分正常組織與癌變組織。例如，在胰腺癌檢測(cè)中，結(jié)合支持向量機(jī)（SVM）模型，分類準(zhǔn)確率可達(dá)94%以上。

·惡性程度評(píng)估：針對(duì)腦膠質(zhì)瘤等復(fù)雜病變，中達(dá)瑞和的推掃式高光譜相機(jī)（VIX系列）可提取病灶區(qū)域的光譜曲線，結(jié)合深度學(xué)習(xí)模型（如SMLMER-ResNet），顯著提升分類特異性（94.55%）與敏感性（90.83%）。

實(shí)時(shí)診斷與流程優(yōu)化

·自動(dòng)化分割：通過光譜圖像與空間信息的融合，算法可自動(dòng)分割腫瘤邊界，減少人工標(biāo)注誤差。

·快速篩查：全鏈路光譜云平臺(tái)支持海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，將傳統(tǒng)病理分析的數(shù)小時(shí)縮短至分鐘級(jí)，適用于大規(guī)模癌癥篩查。

案例：

中達(dá)瑞和與多家三甲醫(yī)院合作，利用HSI技術(shù)對(duì)胃組織顯微切片進(jìn)行分析，通過假彩色圖像與光譜曲線對(duì)比，成功區(qū)分癌組織與正常組織，為術(shù)中快速?zèng)Q策提供依據(jù)。

二：中醫(yī)領(lǐng)域：中醫(yī)舌診面診

中達(dá)瑞和將高光譜成像技術(shù)引入中醫(yī)領(lǐng)域，解決傳統(tǒng)舌診依賴主觀經(jīng)驗(yàn)的痛點(diǎn)。

技術(shù)原理

光譜舌象采集：使用VX系列高光譜相機(jī)，采集舌體400-1000nm波段連續(xù)光譜信息，生成包含顏色、紋理、反射率的三維數(shù)據(jù)立方體

特征提?。和ㄟ^光譜云平臺(tái)量化舌苔厚度、濕度、裂紋分布，并提取舌下靜脈曲張程度、瘀斑面積等關(guān)鍵指標(biāo)。

核心應(yīng)用

疾病輔助診斷：聯(lián)合廣東中醫(yī)藥大學(xué)分析7萬(wàn)+份舌象數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)：

糖尿病患者舌體光譜在950nm處反射率顯著降低（與血糖代謝相關(guān)）；

肝郁氣滯患者舌下靜脈曲張區(qū)域在紅光波段（630nm）吸收率提升23%。

療效評(píng)估：監(jiān)測(cè)中藥調(diào)理過程中舌苔光譜變化，量化濕熱證患者舌苔黃膩指數(shù)下降趨勢(shì)，為治療方案調(diào)整提供依據(jù)。

實(shí)踐成果

與優(yōu)本健康科技合作，其開發(fā)“智能舌診儀”，實(shí)現(xiàn)：舌體自動(dòng)分割準(zhǔn)確率98.7%；舌色分類（淡白、紅絳、紫暗）準(zhǔn)確率92.4%；舌裂識(shí)別靈敏度達(dá)89.3%。

三、成分分析：藥品與中藥材的質(zhì)量控制

高光譜成像技術(shù)通過“光譜指紋”識(shí)別物質(zhì)成分，為藥品生產(chǎn)與中藥鑒定提供無(wú)損、高效的解決方案。

藥品品控與研發(fā)

活性成分檢測(cè)：利用近紅外光譜分析片劑中API（活性藥物成分）的分布均勻性，避免批次差異（圖22）。

包裝缺陷識(shí)別：通過反射光譜差異檢測(cè)鋁塑板密封性，漏檢率低于0.1%。

中藥材鑒別

真?zhèn)舞b定：對(duì)比西洋參與桔梗在1200nm波段的光譜圖像，可快速識(shí)別摻假行為。

產(chǎn)地溯源：不同產(chǎn)地的當(dāng)歸因土壤成分差異，其光譜特征具有顯著區(qū)分度（如水分吸收峰位置）。

品質(zhì)分級(jí)：通過黃酮類化合物在特定波段的吸收強(qiáng)度，量化銀杏葉有效成分含量。

四、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與未來(lái)展望

中達(dá)瑞和的高光譜相機(jī)憑借以下核心能力，持續(xù)推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的革新：

技術(shù)領(lǐng)先性：全球獨(dú)有的凝采式、推掃式、光計(jì)算重構(gòu)技術(shù)，光譜分辨率達(dá)0.5nm。

全鏈路平臺(tái)：光譜云平臺(tái)集成數(shù)據(jù)采集、AI分析與結(jié)果輸出，支持定制化算法開發(fā)。

高光譜成像技術(shù)正重新定義生物醫(yī)學(xué)的檢測(cè)邊界。從病理切片的智能診斷到病毒快速篩查，再到藥材成分的精準(zhǔn)量化，中達(dá)瑞和通過“光譜+AI”的雙引擎驅(qū)動(dòng)，為行業(yè)提供了高效、可靠的解決方案，助力醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)邁向數(shù)字化與智能化。

審核編輯 黃宇