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易科泰生態(tài)健康專題快訊:高光譜成像技術(shù)應用于病原體檢測
發(fā)布時間: 2020-11-09 點擊次數(shù): 2126次高光譜成像技術(shù)以其快速、無損、非接觸、高通量和強大的光譜識別能力,日益引起生物醫(yī)學研究和醫(yī)療檢測的關(guān)注。意大利Brescia大學的科研人員Giovanni等對五種培養(yǎng)于顯色瓊脂上的UTI(尿路感染病原體)細菌進行了研究,他們使用Specim V10e采集了樣本高光譜數(shù)據(jù),并基于機器學習方法進行了細菌菌落分類(參見下圖)。
基于光譜成像數(shù)據(jù)的分類結(jié)果顯示,使用PCA+SVM算法對5種細菌菌落進行區(qū)分的平均準確率為94%,而使用RSIMCA對5種菌落進行分類的平均準確率達到了97%,證明了高光譜成像技術(shù)與機器學習算法結(jié)合應用于臨床病原體檢測的潛力。研究人員對分類異常的菌落驗證發(fā)現(xiàn),其中一小部分細菌出現(xiàn)了突變,導致其光譜特性發(fā)生改變,因而無法被分類到前述機器學習的任一細菌種類中,這也間接證明了每種細菌“光譜指紋”的特異性。
易科泰生態(tài)技術(shù)公司EcoLab®實驗室還利用高光譜成像技術(shù),對疾控中心送檢的不同培養(yǎng)基培養(yǎng)的菌落進行了檢測實驗,結(jié)果見下圖:
右圖為送檢實驗的三種不同的細菌菌落(血液培養(yǎng)),中圖為利用高光譜成像技術(shù)進行的區(qū)分(分選)結(jié)果;右圖為畫線培養(yǎng)的單種菌落
高光譜成像技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于植物病原體檢測與早期診斷,在人體皮膚病及皮膚損傷檢測診斷方面也有大量研究應用。羅馬尼亞卡羅爾戴維拉醫(yī)藥大學利用 Specim 高光譜成像結(jié)合光譜指數(shù)的技術(shù),對燒傷深度評估,根據(jù)燒傷皮膚中發(fā)生的形態(tài)和生理變化導致的光譜指紋差異,繪制具有不同燒傷程度和恢復程度的皮膚區(qū)域。光譜指數(shù)放大了正常皮膚和具有不同燒傷程度的區(qū)域之間的對比度,生成準確的燒傷分級圖,顯示不同燒傷類型的空間分布、治療過程和愈后評估。
上左圖:高光譜成像技術(shù)用于檢測植物不同鐮刀霉菌;上右圖:高光譜成像技術(shù)用于皮膚燒傷分級評估
易科泰生態(tài)技術(shù)公司致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究檢測技術(shù)方案提供與研發(fā),并專門成立易科泰生態(tài)健康研究中心,依托Ecolab®實驗室,開展傳統(tǒng)中醫(yī)藥與現(xiàn)代生物醫(yī)學光譜成像創(chuàng)新應用(SpectrAPP項目)研發(fā)和實驗合作。
左圖:冬蟲夏草分揀實驗;中圖:銀杏葉黃酮醇含量檢測;右圖:黃芪(上)與甘草(下)光譜成像分析(易科泰Ecolab®實驗室提供)
參考文獻
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