醫(yī)藥行業(yè)
一項(xiàng)在傷口感染細(xì)菌快速檢測(cè)領(lǐng)域取得顯著進(jìn)展的科研成果正式發(fā)表。該研究由重慶郵電大學(xué)、陸軍軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院等機(jī)構(gòu)合作完成，通過(guò)結(jié)合熒光高光譜成像技術(shù)與深度學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種常見(jiàn)傷口致病菌的非侵入、快速分類識(shí)別。研究團(tuán)隊(duì)在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)使用了彩譜科技的FigSpec FS-22高光譜成像相機(jī)，為實(shí)驗(yàn)提供了關(guān)鍵的光譜圖像數(shù)據(jù)支持，展現(xiàn)了該設(shè)備在精密生物光學(xué)檢測(cè)中的應(yīng)用潛力。
傷口細(xì)菌感染的及時(shí)診斷對(duì)于臨床治療具有重要意義，然而傳統(tǒng)的細(xì)菌培養(yǎng)、PCR等方法往往耗時(shí)較長(zhǎng)，且需要侵入性取樣。因此，發(fā)展一種能夠快速、無(wú)創(chuàng)識(shí)別細(xì)菌的技術(shù)成為迫切需求。高光譜成像技術(shù)能夠同時(shí)獲取目標(biāo)的空間信息與連續(xù)的光譜信息，而熒光高光譜成像更進(jìn)一步，通過(guò)特定波長(zhǎng)的激發(fā)光誘導(dǎo)樣品自身發(fā)出熒光，從而增強(qiáng)對(duì)微生物內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)差異的探測(cè)能力。這項(xiàng)研究正是利用這一原理，對(duì)八種常見(jiàn)傷口感染細(xì)菌進(jìn)行了系統(tǒng)的光譜特征采集與分析。
實(shí)驗(yàn)中，彩譜科技FigSpec FS-22高光譜相機(jī)發(fā)揮了重要作用。該系統(tǒng)具備400-1000nm的光譜探測(cè)范圍與1920×1920的高空間分辨率，能夠精細(xì)地捕捉細(xì)菌在405nm激光激發(fā)下產(chǎn)生的自體熒光信號(hào)。研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了涵蓋不同菌種、不同濃度及不同生長(zhǎng)時(shí)間的龐大熒光高光譜數(shù)據(jù)集，共計(jì)25600個(gè)樣本。面對(duì)高光譜數(shù)據(jù)維度高、信息量大且細(xì)菌間光譜差異細(xì)微的挑戰(zhàn)，研究人員自主設(shè)計(jì)了一套名為“空間-光譜多尺度注意力網(wǎng)絡(luò)”的深度學(xué)習(xí)模型。該模型能有效聚焦細(xì)菌菌落區(qū)域，抑制培養(yǎng)基底板等背景干擾，并從光譜維度深入提取鑒別性特征，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)菌種類、生長(zhǎng)狀態(tài)乃至濃度的協(xié)同判別。
研究結(jié)果顯示，該方法在不同生長(zhǎng)條件下的細(xì)菌分類準(zhǔn)確率達(dá)到98.52%，在物種水平鑒定上的準(zhǔn)確率為98.71%，并且對(duì)低至104CFU/ mL的細(xì)菌濃度仍能保持有效檢測(cè)。與研究中對(duì)比的多種現(xiàn)有算法模型相比，這一基于彩譜科技高光譜數(shù)據(jù)所訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)出可靠的性能。這些成果驗(yàn)證了熒光高光譜成像結(jié)合先進(jìn)算法在微生物快速檢測(cè)領(lǐng)域的可行性，為未來(lái)開(kāi)發(fā)可用于臨床環(huán)境的即時(shí)診斷設(shè)備提供了重要的技術(shù)參考。
盡管該研究目前是在受控的實(shí)驗(yàn)室條件下完成，使用純化菌株進(jìn)行，但其技術(shù)路徑清晰展示了高光譜成像在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)中的價(jià)值。彩譜科技的FigSpec FS-22高光譜相機(jī)以其穩(wěn)定的成像性能和豐富的光譜信息捕獲能力，為此類前沿探索提供了堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。展望未來(lái)，隨著算法的進(jìn)一步優(yōu)化與臨床適配性研究的深入，這種融合了先進(jìn)成像與智能分析的技術(shù)方案，有望向著真正實(shí)現(xiàn)傷口感染實(shí)時(shí)、無(wú)創(chuàng)、精準(zhǔn)診斷的目標(biāo)邁進(jìn)，為臨床感染防控提供新的工具選擇。
（論文原文可搜索https://doi.org/10.1002/jbio.202500164進(jìn)行閱讀）
產(chǎn)品推薦
FigSpec FS-22成像高光譜相機(jī)
產(chǎn)品特點(diǎn)
可見(jiàn)光/近紅外：
l 光譜范圍：400-1000nm，波長(zhǎng)分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個(gè)光譜通道
l 圖像分辨率可達(dá)2048*2048
短波近紅外：
l 光譜范圍：900-1700nm，波長(zhǎng)分辨率優(yōu)于6nm，可達(dá)1024個(gè)光譜通道
l 圖像分辨率可達(dá)1280*1280
