易科泰生態(tài)健康專(zhuān)題快訊:高光譜成像技術(shù)應(yīng)用于病原體檢測(cè)

作者: 2020年11月10日 來(lái)源:全球化工設(shè)備網(wǎng) 瀏覽量:
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高光譜成像技術(shù)以其快速、無(wú)損、非接觸、高通量和強(qiáng)大的光譜識(shí)別能力,日益引起生物醫(yī)學(xué)研究和醫(yī)療檢測(cè)的關(guān)注。意大利Brescia大學(xué)的科研人員Giovanni等對(duì)五種培養(yǎng)于顯色瓊脂上的UTI(尿路感染病原體)細(xì)菌進(jìn)行了研究

    高光譜成像技術(shù)以其快速、無(wú)損、非接觸、高通量和強(qiáng)大的光譜識(shí)別能力,日益引起生物醫(yī)學(xué)研究和醫(yī)療檢測(cè)的關(guān)注。意大利Brescia大學(xué)的科研人員Giovanni等對(duì)五種培養(yǎng)于顯色瓊脂上的UTI(尿路感染病原體)細(xì)菌進(jìn)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(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行了細(xì)菌菌落分類(lèi)(參見(jiàn)下圖)。

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    基于光譜成像數(shù)據(jù)的分類(lèi)結(jié)果顯示,使用PCA+SVM算法對(duì)5種細(xì)菌菌落進(jìn)行區(qū)分的平均準(zhǔn)確率為94%,而使用RSIMCA對(duì)5種菌落進(jìn)行分類(lèi)的平均準(zhǔn)確率達(dá)到了97%,證明了高光譜成像技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)算法結(jié)合應(yīng)用于臨床病原體檢測(cè)的潛力。研究人員對(duì)分類(lèi)異常的菌落驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),其中一小部分細(xì)菌出現(xiàn)了突變,導(dǎo)致其光譜特性發(fā)生改變,因而無(wú)法被分類(lèi)到前述機(jī)器學(xué)習(xí)的任一細(xì)菌種類(lèi)中,這也間接證明了每種細(xì)菌“光譜指紋”的特異性。

    易科泰生態(tài)技術(shù)公司EcoLab®實(shí)驗(yàn)室還利用高光譜成像技術(shù),對(duì)疾控中心送檢的不同培養(yǎng)基培養(yǎng)的菌落進(jìn)行了檢測(cè)實(shí)驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)下圖:

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右圖為送檢實(shí)驗(yàn)的三種不同的細(xì)菌菌落(血液培養(yǎng)),中圖為利用高光譜成像技術(shù)進(jìn)行的區(qū)分(分選)結(jié)果;右圖為畫(huà)線培養(yǎng)的單種菌落

高光譜成像技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于植物病原體檢測(cè)與早期診斷,在人體皮膚病及皮膚損傷檢測(cè)診斷方面也有大量研究應(yīng)用。羅馬尼亞卡羅爾戴維拉醫(yī)藥大學(xué)利用 Specim 高光譜成像結(jié)合光譜指數(shù)的技術(shù),對(duì)燒傷深度評(píng)估,根據(jù)燒傷皮膚中發(fā)生的形態(tài)和生理變化導(dǎo)致的光譜指紋差異,繪制具有不同燒傷程度和恢復(fù)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(duì)比度,生成準(zhǔn)確的燒傷分級(jí)圖,顯示不同燒傷類(lèi)型的空間分布、治療過(guò)程和愈后評(píng)估。

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上左圖:高光譜成像技術(shù)用于檢測(cè)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(jí)評(píng)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(cè)技術(shù)方案提供與研發(fā),并專(zhuān)門(mén)成立易科泰生態(tài)健康研究中心,依托Ecolab®實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)展傳統(tǒng)中醫(yī)藥與現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)光譜成像創(chuàng)新應(yīng)用(SpectrAPP項(xiàng)目)研發(fā)和實(shí)驗(yàn)合作。

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左圖:冬蟲(chóng)夏草分揀實(shí)驗(yàn);中圖:銀杏葉黃酮醇含量檢測(cè);右圖:黃芪(上)與甘草(下)光譜成像分析(易科泰Ecolab®實(shí)驗(yàn)室提供)

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