宫颈癌是许多发展中国家普遍存在的疾病,是导致女性癌症死亡的主要原因之一。在中国,阴道镜筛查方法是筛查宫颈上皮内瘤变(Cervical intraepithelial neoplasia, CIN)最常用的方法之一。然而,其临床疗效在很大程度上依赖于主治医生的经验。光谱是一种潜在有效的用于检测宫颈肿瘤的方法,可以提高宫颈癌筛查的准确性和可用性的无创诊断。在本文中,我们介绍了一种高光谱影像(Hyperspectral imaging, HSI)诊断方法,主要根据大视场光谱成像技术的图像反射率的变化,在整个宫颈上皮进行多波长无创检测和宫颈癌前病变的定量分析。一款Brimrose公司的高光谱照相机被用来收集在氙灯照射下的整个宫颈的反射率图像,随后病人进行常规标准阴道镜检查,并在正常和异常的位置点取宫颈组织活检,活检点的位置在阴道镜图像上由临床医生标明。针对所收集的反射率数据进行光谱归一化校准。一种宽间隔二阶导数分析方法被用于区分正常和异常宫颈组织的高光谱反射数据的预处理。基于宽间隙二阶导的特征,进一步采用有监督的最小距离(MD)图像分类方法,用于分割不同病变阶段和不同类型的宫颈上皮内瘤变。其分类结果与组织病理学结果之间的一致表明,该高光谱成像系统可以区分肿瘤和正常组织。该高光谱照相机还可以与实验室显微镜耦合用于获取病理切片的透射图像。基于光谱和空间差异,相似的宽间隙二阶导数分析方法也应用于高光谱透射图像,并采用同样的图像分类方法,将实验的分类结果与该临床研究结果进行比较,同样验证了该方法的准确性和有效性。宫颈组织的多尺度高光谱成像技术,为开发低成本,非侵入性的,便携的,和定量成像系统来检测宫颈癌前病变提供了一种可能性。