长期以来，高光谱成像技术凭借其在农作物病虫害检测等农业领域的卓越表现，展现了其强大的洞察力。然而，高光谱的“慧眼”并非止步于此，它正以其无创、精准的特性，深入洞察人体皮肤的生理指标，为医学诊断和健康管理开辟新的篇章。
皮肤灌注与肤色影响
德国的一个研究团队将高光谱技术用于评估皮肤的灌注情况。它通过检测组织氧饱和度（StO2）、组织血红蛋白指数（THI）、近红外灌注指数（NIR-index）和组织水分指数（TWI）等生理指标，进而判断皮瓣的血流供应。这些指标的获取是基于分析皮肤内氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和黑色素等内源性发色团在不同波长下的吸收和散射特性。
研究发现，不同肤色和身体部位的皮肤呈现光谱差异。通过分析这些差异并结合临床数据，研究揭示高光谱在浅肤色人群中灌注评估效果更佳，深肤色受黑色素影响较大，为未来更精准的个性化评估提供了方向。
黑色素、血红蛋白 （Hb） 种类和水的吸收光谱
4个组织指数的伪彩色图像结果：StO2、NIR指数、THI和TWI以及高光谱系统的RGB图像
血红蛋白与血氧饱和度
来自欧洲和新西兰的科研团队，展示了高光谱在检测皮肤血红蛋白含量和血氧饱和度上的应用，并实现其二维可视化。血红蛋白在特定波长下有明显吸收峰，不同血氧饱和度也会引起光谱细微变化。研究利用神经网络分析这些光谱特征，精确量化并可视化了血红蛋白和血氧饱和度。
皮肤的血红蛋白含量和血氧饱和度是反映人体血液循环和组织供氧情况的关键指标。精确检测这些指标对于评估贫血、缺氧等血液循环问题具有重要意义，能为疾病的早期诊断、治疗效果监测提供客观依据。
该研究的高光谱数据处理流程图
皮肤色素成分分析
一个欧洲的科研团队利用了高光谱技术，检测皮肤中的黑色素和血红蛋白等色素成分，进而精准测绘皮肤色素分布。不同色素成分在不同波长下有独特光谱特性，通过光学模型和反演算法解析高光谱数据，可实现色素成分的精确量化和空间分布图绘制，有助于皮肤疾病诊断、治疗效果评估及个性化护肤。
利用女性眼周区域的高光谱图像获得的(a)彩色图像，(b)血容量分数密度图，(c)黑色素体积分数密度图，(d)血氧饱和图。
结语
高光谱技术，以其独特的优势，正逐步成为医学领域的重要工具。它为我们提供了前所未有的能力，深入理解人体皮肤的复杂生理过程。
我们提供的国产高性能高光谱成像系统，正是迈向这些应用的基础。凭借卓越的性能表现，它能为研究和开发提供高精度、高质量的光谱数据。我们专业的团队也具备丰富的行业经验，可以提供专业的技术建议和支持，帮助客户实现特定的诊断或分析功能。
案例来源：
1. Pachyn, E. et al. (2024). Investigation on the influence of the skin tone on hyperspectral imaging for free flap surgery. Scientific Reports, 14, 13979.
2. Zherebtsov, E. et al. (2019). Hyperspectral imaging of human skin aided by artificial neural networks. Biomedical Optics Express, 10(7), 3545–3559.
3. Seroul, P. et al. (2016). Model-based Skin Pigment Cartography by High-Resolution Hyperspectral Imaging. Journal of Imaging Science and Technology, 60(6), 060404.
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