研究人员已经证明了使用高光谱成像相机追踪皮肤替代模型中的生物变化的能力。
识别新的皮肤病诊断技术
检测人体皮肤的变化有助于诊断皮肤病，包括早期皮肤癌的检测。虽然皮肤镜检查和组织病理学等传统技术能够提供准确的数据，但它们往往主观性强且耗时。新的皮肤病诊断技术旨在消除经验丰富的医疗保健人员的主观判断，同时缩短检查时间。
高光谱成像 (HSI) 是一种非侵入性成像技术，可测量可见光和近红外波长范围内的反射率差异，是监测皮肤生化变化的很好的技术。HSI 可以揭示与组织成分、氧化应激和色素沉着异常相关的光谱特征，非常适用于皮肤癌的诊断。
开发皮肤替代模型
为了证明这些能力，研究人员使用香蕉皮作为人体皮肤成像的替代物，采集了一系列高光谱数据集。香蕉皮和人体皮肤都含有酪氨酸酶，这种酶可以调节香蕉的氧化褐变，并在人体黑色素的生成中发挥作用。
香蕉成熟过程中的氧化褐变过程与皮肤色素沉着变化有着明显的生化联系。利用这一联系，香蕉皮可以作为一种廉价且符合伦理的皮肤替代品，用于验证HSI作为一种潜在皮肤病诊断技术的概念。
高光谱相机观察到的香蕉皮色素沉着变化
使用高光谱相机，在第 1、4 和 7 天收集了七天的高光谱图像。在三根香蕉的六个感兴趣区域观察到了与色素沉着变化和结构转变相关的光谱变化。
以白色和黑色为参考校准高光谱图像。并使用评估指标来评估重建高光谱数据的空间精度和光谱一致性。
（a） （b）
（a）HSI 上选定的六个感兴趣区域 (ROI) 的位置。（b）第 1 天、第 4 天和第 7 天的六个 ROI 的平均光谱反射率（实线）及其 标准差（阴影区域）。
高光谱成像作为皮肤病学诊断技术—概念验证
替代模型结果证明，HSI 可以提供一种非侵入性、经济高效的色素沉着变化分析方法。高光谱相机提供了实时高光谱数据集，详细记录了香蕉皮的生化成分随时间的变化。下图展示了 HSI 相较于 RGB 的优势，以及与基础三通道相机相比，其提供的光谱洞察水平。
高光谱相机的光谱输出详细记录了香蕉皮7天内色素沉着的变化和瘀伤。这项分析可用于诊断黄褐斑、白癜风和黑色素瘤等皮肤病。长期追踪色素沉着也有助于实现个性化的皮肤病治疗和疾病监测。
Day1 Day5 Day7
比较第 1、4、7 天 ROI 5 的 RGB 和 HS 成像
“通过平衡捕获丰富光谱数据的高精度和使用的灵活性， 高光谱相机非常适合探索生物组织的光谱特征，并支持 AI 工具以实现更好的医疗保健。”
