高光譜成像作為一種特殊的光學(xué)診斷技術(shù)最初應(yīng)用于遙感測(cè)量，然后應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià)與食品安全檢測(cè)，考古研究與藝術(shù)保存領(lǐng)域回，最近開(kāi)始應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是疾病診斷和健康監(jiān)測(cè)，表現(xiàn)出極大的潛力，臨床應(yīng)用情景十分廣闊。下文做了介紹：

1.體表組織和器官的原位醫(yī)學(xué)高光譜成像診斷

體表組織和器官，主要包括乳腺、嘴唇、舌頭、喉、眼睛等，可以直接反射光源輻照，原位獲取其高光譜圖像。例如，有研究者利用高光譜成像系統(tǒng)，獲取正常志愿者及惡性腫瘤患者嘴唇和舌頭的原位高光譜圖像。發(fā)現(xiàn)正常志愿者不同解剖部位的光譜在強(qiáng)度和線(xiàn)型不同，同樣解剖部位的不同測(cè)量點(diǎn)的光譜強(qiáng)度和線(xiàn)型相似；病患的正常部位與損傷部位光譜在強(qiáng)度、線(xiàn)型及峰強(qiáng)位置不同，利用這些差別能夠診斷嘴唇和舌頭惡性腫瘤。高光譜成像能夠原位診斷體表組織和器官的病變，為快速無(wú)損檢測(cè)提供技術(shù)支持。

2.體內(nèi)組織和器官的離體醫(yī)學(xué)高光譜成像診斷

對(duì)于人體內(nèi)部組織及臟器，往往是手術(shù)切除后進(jìn)行離體高光譜成像，主要包括胃、肺、淋巴結(jié)、動(dòng)脈等。例如有研究者應(yīng)用高光譜成像系統(tǒng)研究人體大動(dòng)脈離體組織，以組織病理學(xué)結(jié)果作為參考標(biāo)準(zhǔn)，鑒別動(dòng)脈粥樣硬化斑。獲取白光及紫外光激發(fā)的組織高光譜圖像，采用監(jiān)督分類(lèi)和非監(jiān)督分類(lèi)算法，評(píng)估反射光譜和熒光光譜。結(jié)果表明高光譜圖像能夠鑒別動(dòng)脈粥樣硬化損傷及對(duì)高級(jí)損傷進(jìn)行分類(lèi)，監(jiān)督分類(lèi)效果好于非監(jiān)督分類(lèi)。高光譜成像能夠診斷離體體表組織和器官的病變，為快速診斷提供新的途徑和方法。

3.病理學(xué)切片及細(xì)胞顯微高光譜成像醫(yī)學(xué)診斷

對(duì)于病理學(xué)切片及細(xì)胞等微小尺度對(duì)象，常規(guī)高光譜成像一般在空間分辨率上無(wú)法滿(mǎn)足要求，通常需將高光譜成像與顯微鏡整合，獲得高空間分辨率和光譜分辨率。例如研究者將高光譜成像系統(tǒng)與顯微鏡整合，獲得高分辨顯微高光譜成像系統(tǒng)，波長(zhǎng)范圍365nm～800nm，光譜分辨率約1nm，空間分辨率約0.6nm。他們利用該系統(tǒng)獲取常規(guī)H&E 染色皮膚組織切片的高光譜圖像，采用光譜波形交叉相關(guān)分析方法，對(duì)正常、良性病變及惡性病變皮膚組織光譜進(jìn)行分類(lèi)，正確率超過(guò) 85%。結(jié)果表明高光譜成像系統(tǒng)整合顯微鏡，能夠檢測(cè)皮膚組織切片，鑒別正常、良性病變及惡性病變皮膚組織。通過(guò)將高光譜成像儀與顯微鏡整合形成可顯微鏡的高光譜成像系統(tǒng)，具有高空間分辨率和光譜分辨率，能夠診斷病理學(xué)切片及細(xì)胞等微小尺度病變。

綜上所述，高光譜成像實(shí)現(xiàn)了光譜和圖像的合二為一，具有獨(dú)特的雙重功能，能夠應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷。表現(xiàn)出如下特征：

（1）成像系統(tǒng)多樣化，視場(chǎng)范圍從大到小兼?zhèn)洌?/p>

（2）研究對(duì)象廣泛化，從易于接觸的人體器官和組織，例如，皮膚、舌頭、乳房、眼睛等，到難以接觸的內(nèi)部臟器；

（3）臨床診斷實(shí)用化，高光譜成像系統(tǒng)與光纖、內(nèi)窺鏡等整合，使得系統(tǒng)具有更強(qiáng)的原位活體研究能力，能夠研究人體內(nèi)部臟器；

（4）分析方法功能化，多種化學(xué)計(jì)量學(xué)方法都適用于高光譜數(shù)據(jù)立方體，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和檢測(cè)及診斷。

總之，高光譜成像在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景。