ATH5500-17短波紅外顯微高光譜成像儀

總體描述

ATH5500-17是奧譜天成推出的一款體積小、高清、高質(zhì)量的顯微高光譜成像儀，由高倍數(shù)顯微鏡、高光譜成像儀、數(shù)據(jù)處理工作站等組成。

   ATH5500-17的高光譜采用1920X1080像素（最高2048×2048像素）的高性能CCD成像器件，成像清晰、噪點少；內(nèi)部集成了獨創(chuàng)的高壓縮比圖像壓縮算法，使得存儲續(xù)航時間得到極大地提升，可以達到3小時以上，完全滿足無人機的需要；

ATH5500-17成像光譜技術(shù)對樣本進行光譜成像，具有快速、準確、光譜分辨率高、空間分辨率高及通用性強等特點，可進行醫(yī)學(xué)、病理學(xué)、制藥以及生命科學(xué)等方面的研究，可作為醫(yī)療機構(gòu)、科研機構(gòu)、醫(yī)學(xué)院校、制藥企業(yè)的實驗研究設(shè)備。

特征：

l 波段范圍：1000~1700nm

l 高光譜分辨率：＜35 nm

l 定制版紅外高透過率顯微系統(tǒng)；

l 物鏡倍數(shù)：

n 標配：4X、10X、20X；

n 選配：40X、100X

l 500萬像素高清攝像頭

l 高穩(wěn)定高藍紅外光源燈；

l 高亮度LED照明

應(yīng)用領(lǐng)域：

l 醫(yī)療機構(gòu)：癌組織篩查、血細胞分類；

l 科研機構(gòu)、大專院校

l 制藥企業(yè)：中藥材的防偽

l 食品安全：肉源鑒定；

l 微塑料的鑒別

l 礦物質(zhì)的篩查

l 司法鑒定：文檢鑒定

l 生物學(xué)：細菌、細胞分析

l 半導(dǎo)體檢測

l 材料學(xué)：材料微觀檢測

ATH5500-17系列顯微高光譜成像儀；(a) ATH5500INV-17;（b）ATH5500INV-17；(c) ATH5500-17

圖1 ATH5500INV-17倒置型醫(yī)用顯微成像光譜儀結(jié)構(gòu)圖及其光路示意圖

圖 1所示是醫(yī)用顯微成像光譜儀的原理示意圖，手術(shù)臺上的待測目標經(jīng)物鏡、顯微透鏡組后分為三路，一路供主刀醫(yī)生目視觀測，一路供助手輔助目視觀測，一路由成像光譜儀探測接收，成像光譜儀由電機帶動對待測目標進行空間維掃描，得到待測目標的成像光譜信息，再經(jīng)數(shù)據(jù)分析圖像處理后，通過顯示器顯示給醫(yī)生。

2. 配件清單：

3. 顯微高光譜的應(yīng)用案例

3.1. 顯微高光譜在腫瘤組織檢測的應(yīng)用

醫(yī)學(xué)高光譜圖像將二維空間圖片與一維光譜信號合并為一個三維數(shù)據(jù)立方體。結(jié)合光譜和成像技術(shù)，醫(yī)學(xué)高光譜圖像的本質(zhì)是反映材料以及在分子級別的電磁波下如何吸收和反射光線。它不僅包括豐富的空間信息，更包含許多稱之為光譜特征的連續(xù)窄波段，這樣能夠準確地區(qū)分不同的血細胞。目前，醫(yī)學(xué)高光譜成像技術(shù)已應(yīng)用于舌腫瘤、腸道缺血及癌癥、出血性休克、醫(yī)療食品安全以及其它診斷學(xué)的檢測。

圖2 （a）100X宮頸癌非腫瘤切片            （b）100X宮頸癌腫瘤切片

圖3 左邊：40X膀胱癌非腫瘤切片；右邊：40X膀胱癌腫瘤切片

圖4 腫瘤組織和非腫瘤組織的光譜圖

圖5 醫(yī)用顯微成像光譜儀數(shù)據(jù)

膽管癌是一類相對罕見但惡性程度極高的腫瘤。由于早期癥狀不明顯，患者發(fā)現(xiàn)時往往已錯過最佳治療時機。病理診斷作為膽管癌確診的“金標準”，主要由具有經(jīng)驗的醫(yī)師對病理切片進行繁瑣且費時的鏡檢，在此過程中，可能由于醫(yī)師閱片經(jīng)驗不足或評判標準不一產(chǎn)生誤診或漏診。高光譜成像技術(shù)作為一門新興技術(shù)，可以同時獲取待采集樣本的空間和光譜信息。華東師范大學(xué)段依潘等人做了比較深的研究。

圖6 華東師范大學(xué)段依潘等人用顯微高光譜對膽管癌組織的識別結(jié)果

(a)偽彩色合成圖   (b)對應(yīng)圖像的手工標注圖   (c)對應(yīng)圖像的3D-Res-CNN 區(qū)域識別結(jié)果

3.2. 顯微高光譜在血細胞檢測的應(yīng)用

血細胞分類在診斷學(xué)中作用巨大。例如，細胞譜相的識別與某個特定的疾病相關(guān)聯(lián)，以及白細胞的計數(shù)已被證明與多種疾病相關(guān)聯(lián)，包括肥胖、吸煙、過敏性哮喘等。最初，血細胞分類與計數(shù)在顯微鏡下手工進行，這樣不僅費時，而且錯誤率較高。自動血細胞分類能在數(shù)字顯微成像技術(shù)下實現(xiàn)。由于不同類型的血細胞形狀相似，細胞分類的準確性和特異性仍然對傳統(tǒng)的顯微成像技術(shù)造成挑戰(zhàn)。醫(yī)學(xué)高光譜圖像將二維空間圖片與一維光譜信號合并為一個三維數(shù)據(jù)立方體。結(jié)合光譜和成像技術(shù)，醫(yī)學(xué)高光譜圖像的本質(zhì)是反映材料以及在分子級別的電磁波下如何吸收和反射光線。它不僅包括豐富的空間信息，更包含許多稱之為光譜特征的連續(xù)窄波段，這樣能夠準確地區(qū)分不同的血細胞。目前，醫(yī)學(xué)高光譜成像技術(shù)已應(yīng)用于舌腫瘤、腸道缺血及癌癥、出血性休克、醫(yī)療食品安全以及其它診斷學(xué)的檢測。

圖7 醫(yī)學(xué)高光譜圖像數(shù)據(jù)庫的不同波長的波段

圖8 (a)背景、白細胞和紅細胞偽彩色圖像；(b)實際分布圖

3.3. 顯微高光譜在中藥材檢測的應(yīng)用

圖9 左邊：鮮當歸冷凍切片（40X物鏡）；右邊：黃芪脫蠟切片（40X物鏡）

3.4. 顯微高光譜在木材樹種分類的應(yīng)用

在木材貿(mào)易活動中，對木材樹種的識別、樹種等級的判定等歷來是一項較為艱辛而又需要實際操作經(jīng)驗的工作，不同樹種的木材其木材材性、物理性能及價格差別很大。高光譜成像擁有波段多、分辨率高和圖譜合一的優(yōu)點，集光譜維信息和空間維信息于一體，已經(jīng)在遠程遙感分類領(lǐng)域和樣本組織成分檢測領(lǐng)域得到應(yīng)用。東北林業(yè)大學(xué)趙鵬等人利用顯微高光譜，采用支持向量機復(fù)合核函數(shù)算法，分類準確率達到95%左右。

圖10 木材體視顯微高光譜成像系統(tǒng)；

( a )：高光譜成像系統(tǒng)；( b )：采集的木材顯微高光譜圖像立方體（木材樹種是印尼菠蘿格）

圖11 20種木材樹種樣本的平均光譜曲線

3.5. 顯微高光譜在LED二維結(jié)溫檢測的應(yīng)用

隨著LED的迅速發(fā)展，其熱學(xué)管理問題一直是研宄的重點，LED器件工作時溫度最高的部分是Ｐ-Ｎ結(jié)，過高的結(jié)溫會嚴重影響LED的性能，甚至對LED造成毀壞。由于LED的表面通常被封裝覆蓋，因而測溫只能采用非接觸的手段實現(xiàn)。

廈門大學(xué)呂毅君課題組，創(chuàng)新性地采用顯微高光譜進行LED二維結(jié)溫掃描檢測，顯微高光譜可以在不改變LED自身工作狀態(tài)的前提下實現(xiàn)非接觸式測量。通過入射光照射待測樣品，并對反射光進行收集，無需直接接觸待測LED樣品即可完成測試，對于表面積小且芯片結(jié)構(gòu)較為脆弱的LED裸芯片來說，直接接觸易損壞芯片，本方法避免了這一危險，并且可以對具有透明封裝的芯片進行結(jié)溫測試。

圖12 廈門大學(xué)呂毅君課題組測的LED二維結(jié)溫數(shù)據(jù)（500mA時的溫度分布情況）

2.5微米分辨率板（40X物鏡）

4. 奧譜天成其他高光譜產(chǎn)品

圖13 左邊：ATH1500型可見近紅外高光譜成像儀；右邊ATH1500-17短波紅外高光譜成像儀

圖14 ATH9010/11/12無人機載高光譜成像系統(tǒng)

圖15 地面飛航控制系統(tǒng)及無人機載系統(tǒng)

圖16 無人機載高光譜成像系統(tǒng)飛行實驗（地點：廈門市集美區(qū)軟件園三期）

圖17 ATH1010轉(zhuǎn)掃高光譜成像儀

圖18   ATH8010型平掃型高光譜成像儀