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医用显微成像光谱仪

发布时间:2018-05-14 10:04:00

目前,生物学和医学正在从深入细胞层次的细胞显微生物医学阶段,向更高层次的分子生物医学阶段发展。对于癌症疾病而言,如何通过分子层面的分析诊断完成肿瘤组织精确的定位和区分是现阶段癌症诊断与治疗的重点研究方向,例如恶性脑部胶质瘤的治疗一直是神经外科中的难点和热点,肿瘤的切除率与患者愈后密切相关。恶性胶质瘤呈浸润性生长,常规手术难以全切,需借助手术辅助技术。目前的手术辅助技术主要包括术中超声定位、术中MRI和光动力荧光导航技术,这些手术辅助技术已经证实了它们在探测残留肿瘤方面的价值,但是术中脑组织挫伤、瘤腔内的生理盐水可产生假回声而影响的准确性,术中MRI、神经导航等由于设备反馈周期长、体积大、价格昂贵等使目前的应用并不广泛,并且具有一定毒副作用和造成病患的损伤。

医用显微成像光谱技术将显微成像技术与光谱成像技术相结合,利用成像光谱图谱合一特性,将光谱精确定性、定量分析特性与图像定位检测特性相结合,从分子层面上探测病变组织、生物样本的光谱特性。

本项目依据该技术研制医用显微成像光谱仪,以棱镜-光栅(PG)为分光组件,其独特的分光模块保证了仪器的体积小巧,便于与手术显微镜集成使用。同时采用光机电一体化设计技术,实现成像光谱仪与显微镜的高度集成。医用显微成像光谱仪可对肿瘤进行自动识别,并通过图像分析对肿瘤组织进行自动定位,可实现无创、在线、实时以及定位精度高的肿瘤切除手术过程。可见一旦将其成功推向市场,将会获得可观的市场效益。

项目执行期内完成一台医用显微成像光谱仪工程化样机,包含上位机操作软件与数据处理软件。关键技术指标如下:

(1)波长范围:400-1000nm;

(2)光谱分辨率:优于3nm;

(3)空间分辨率:优于2mrad;

(4)波段数:270;

(5)空间维像元数:480;

(6)图像尺寸:7.8mm×14.2mm;

(7)数值孔径:F/2.4;

(8)量化位数:12bit。

项目执行期内还完成一台医用显微成像光谱仪桌面样机,包含上位机操作软件与数据处理软件。关键技术指标如下:

(1)波长范围:400-1000nm;

(2)光谱分辨率:优于2.8nm;

(3)波段数:270;

(4)空间维像元数:480;

(5)放大倍率:0.2X~2X;

(6)空间分辨率:≧0.01mm。

同时完成授权专利5项,发表学术论文7篇,并形成医用显微成像光谱仪企业标准1套。 

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撰稿人:郭汉州  网站编辑:张硕洋