В настоящее время врачам, которые хотят узнать, заживает ли рана на теле пациента, приходится прибегать к помощи биопсии или других инвазивных методик обследования, которые помимо причинения боли уже травмированному пациенту позволяют получить информацию о состоянии лишь небольшого участка его тела. Но технология под названием формирование (получение) гиперспектральных изображений позволяет врачам воспользоваться неинвазивным и безболезненным инструментом для выявления различий между здоровой и пораженной тканью, а также для оценки скорости заживления поврежденной ткани на травмированном участке тела. В чем подвох? Отсутствие качественных эталонов для калибровки соответствующего медицинского оборудования препятствует активному использованию этой перспективной технологии.
После успешного завершения тестирования оборудования для разработки калибровочных эталонов без привлечения людей-добровольцев исследователи из Национального института стандартов и технологии США (Национальный институт стандартов и технологий; NIST) начали сбор данных о том, как выглядит человеческая кожа при воздействии на ее света с различной длиной волны. Эти данные будут использоваться при разработке новых эталонов.
Исследователи NIST собирают данные о специфике механизма отражения света от кожи, чтобы установить корреляции между изображениями тканей человека и их состоянием для последующего использования этой информации при разработке калибровочных эталонов для систем гиперспектральной визуализации. В верхней части приведенного выше изображения показаны обычные (не обработанные) фотографии кожи, тогда как в нижней его части приводятся те же фотографии, которые поверглись модификации (повышение контрастности), чтобы нагляднее показать изменчивость между пациентами. Изображение: NIST
В отличие от потребительских цифровых камер и человеческого глаза, которые видят свет только красного, зеленого и синего цветов (относительно узкая часть спектра), система формирования гиперспектральных изображений позволяет наделить каждый пиксель вновь созданной фотографии информацией в разрезе сотен узких спектральных диапазонов (от ультрафиолетовой до инфракрасной области спектра) .
По словам представителей NIST, столь высокая чувствительность и способность различать световые волны самой разнообразной длины позволяет системам гиперспектральной визуализации фиксировать самые разнообразные характеристики изучаемого тела, которые ускользают от человеческого зрения. Одной из таких характеристик выступает количество кислорода в тканях человека (этот показатель позволяет судить об интенсивности заживления тканей).
Тем не мене, несмотря на перспективность технологии, разработка калибровочных эталонов для соответствующего оборудования до последнего времени тормозилась отсутствием данных относительно механизмов отражения света от кожи человека – особенно в ультрафиолетовой и коротковолновой инфракрасной области спектра. Для сбора нужной информации специалисты NIST сформировали группу испытуемых из 28 больных и здоровых добровольцев, чьи ткани характеризуются различной пигментацией, плотностью и содержанием липидов. Все эти факторы помимо состояния здоровья также влияют на отражение света от тканей. В конечном итоге будут созданы эталонные изображения, которые смогут использоваться медицинскими организациями для калибровки своего оборудования.
