專利名稱：輔助診斷儀以及輔助診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從生物組織(例如粘膜)的光譜特性獲得關(guān)于該生物組織是否含有一個(gè)病變區(qū)以及該生物組織含有何種病變區(qū)的指標(biāo)值的輔助診斷儀和輔助診斷方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)提出了ー種如日本專利臨時(shí)公開No. JP2007-135989A中描述的具有作為光譜儀的功能的電子內(nèi)窺鏡。通過此種電子內(nèi)窺鏡，可以獲得生物組織(如，例如胃或直腸的消化器官的粘膜)的光譜特性(與頻率相關(guān)的光吸收率的分布)。光譜特性取決于用于光譜特性測(cè)量的生物組織靶標(biāo)的表層中包含的物質(zhì)的類型(Beer-Lambert法則)。艮ロ， 通過結(jié)合形成生物組織的多數(shù)基本物質(zhì)的光譜特性獲得生物組織的光譜特性。有ー種情況，其中，在健康部分的生物組織中罕見的物質(zhì)在病變區(qū)的生物組織中大量存在。因此，包括病變區(qū)的生物組織的光譜特性不同于僅包含健康部分的生物組織的光譜特性。結(jié)果，通過比較生物組織的光譜特性和已知不包含病變區(qū)的組織的光譜特性，可能診斷該生物組織是否包含病變區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
一般的，診斷是通過醫(yī)生用眼檢查由光譜儀測(cè)得的生物組織光譜特性的圖而進(jìn)行的。以上描述的通過用眼檢查的診斷專有地依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)。因此，希望提供一種在使用光譜特性的診斷中能夠獲得作為定量判斷材料的指標(biāo)值的輔助診斷儀和輔助診斷方法。本發(fā)明的目的是提供ー種能夠解決上述問題的輔助診斷儀和輔助診斷方法，即， 能夠獲得在使用光譜特性的診斷中的定量的指標(biāo)值。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的輔助診斷儀包括向量輸入裝置，其讀取測(cè)試向量，所述測(cè)試向量是用做診斷靶標(biāo)的生物組織的光譜特性向量；多元線性回歸分析裝置，其使用多個(gè)獨(dú)立組分向量對(duì)所述測(cè)試向量進(jìn)行多元線性回歸分析并獲得誤差向量，所述多個(gè)獨(dú)立組分向量是特定物質(zhì)的光譜特性向量，所述誤差向量是剩余誤差組分的向量；以及指標(biāo)值計(jì)算裝置，其提取所述誤差向量的特性，并從被提取的誤差向量計(jì)算代表用做診斷靶標(biāo)的生物組織中是否含有病變區(qū)以及何種類型的病變區(qū)可能被包含于所述生物組織中的指標(biāo)值。使用這種配置，有可能獲得在診斷中用于作為定量判斷材料的指標(biāo)值，并且該指標(biāo)值是根據(jù)不包含于健康組織中的光譜特性組分的誤差向量來(lái)計(jì)算的。優(yōu)選地，通過來(lái)自多個(gè)生物組織樣本的光譜特性向量的獨(dú)立組分分析計(jì)算獨(dú)立的組分向量，所述多個(gè)生物組織樣本的每ー個(gè)對(duì)應(yīng)于用做診斷靶標(biāo)的生物組織的相同部分， 且不含有病變區(qū)。優(yōu)選地，指標(biāo)值計(jì)算裝置根據(jù)病變區(qū)物質(zhì)向量計(jì)算出指標(biāo)值，所述病變區(qū)物質(zhì)向量是通過來(lái)自于病變區(qū)樣本誤差向量的獨(dú)立組分分析而獲得的，所述病變區(qū)樣本誤差向量是通過與多個(gè)獨(dú)立組分向量一起對(duì)含有特定病變區(qū)的多個(gè)生物組織樣本的光譜特性向量進(jìn)行多元線性回歸分析而獲得的剰余誤差組分的向量。指標(biāo)值計(jì)算裝置可以進(jìn)行通過多元線性回歸分析進(jìn)行計(jì)算滿足下列表達(dá)式(a)的系數(shù)& E ^ SdEd ...(a)其中，誤差向量設(shè)定為E= [Ελ1，Ελ2，"·ΕλΜ]，并且病變區(qū)物質(zhì)向量設(shè)定為も=
t^dA 1' EdA2, *** J-dAM^ ‘使用重量系數(shù)wAm根據(jù)下面的表達(dá)式(b)計(jì)算向量Eムd和も之間的相似度D
權(quán)利要求
1.一種輔助診斷儀，所述輔助診斷儀包括向量輸入裝置，所述向量輸入裝置讀取測(cè)試向量，所述測(cè)試向量是用做診斷靶標(biāo)的生物組織的光譜特性向量；多元線性回歸分析裝置，所述多元線性回歸分析裝置使用多個(gè)獨(dú)立組分向量對(duì)所述測(cè)試向量進(jìn)行多元線性回歸分析并獲得誤差向量，所述多個(gè)獨(dú)立組分向量是特定物質(zhì)的光譜特性向量，所述誤差向量是剩余誤差組分的向量；以及指標(biāo)值計(jì)算裝置，所述指標(biāo)值計(jì)算裝置提取所述誤差向量的特性，并從被提取的誤差向量計(jì)算代表用做診斷靶標(biāo)的生物組織中是否含有病變區(qū)以及何種類型的病變區(qū)可能被包含于所述生物組織中的指標(biāo)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助診斷儀，其中通過來(lái)自多個(gè)生物組織樣本的光譜特性向量的獨(dú)立組分向量分析計(jì)算獨(dú)立的組分向量，所述多個(gè)生物組織樣本的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于用做診斷靶標(biāo)的生物組織的相同部分，且不含有病變區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輔助診斷儀，其中所述指標(biāo)值計(jì)算裝置根據(jù)病變區(qū)物質(zhì)向量計(jì)算出指標(biāo)值，所述病變區(qū)物質(zhì)向量是通過來(lái)自于病變區(qū)樣本誤差向量的獨(dú)立組分分析而獲得的，所述病變區(qū)樣本誤差向量是通過與多個(gè)獨(dú)立組分向量一起對(duì)含有特定病變區(qū)的多個(gè)生物組織樣本的光譜特性向量進(jìn)行多元線性回歸分析而獲得的剩余誤差組分的向量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輔助診斷儀，其中所述指標(biāo)值計(jì)算裝置進(jìn)行通過多元線性回歸分析計(jì)算滿足下列表達(dá)式(a)的系數(shù)^E ^ SdEd ... (a)其中，誤差向量設(shè)定為E= [Ελ1，Ελ2，…ΕλΜ]，并且病變區(qū)物質(zhì)向量設(shè)定為4= [EdA1， …E“m]；使用重量系數(shù)Im，通過下面的表達(dá)式(b)計(jì)算向量EAd和&之間的相似度D
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輔助診斷儀， 其中所述指標(biāo)值計(jì)算裝置進(jìn)行通過基于系數(shù)^以及&和向量EdkAdk的每一個(gè)之間的相似度組Ddk的測(cè)試來(lái)計(jì)算相似度D包含于相似度組Ddk中的可能性，系數(shù)^t滿足下列表達(dá)式(C)并且是通過將多個(gè)病變區(qū)樣本誤差向量設(shè)定為Edk= [EdkA1，EdkA2，-EdkAM] (k= 1,2,…，K)時(shí)的多元線性回歸分析而獲得的，相似度組Ddk是通過下列表達(dá)式(d)獲得的；并且將相似度D包含于相似度組Ddk中的可能性設(shè)定為指標(biāo)值， Edk ^ SdkEd ... (c)
6.一種輔助診斷方法，所述輔助診斷方法包括向量輸入步驟，讀取測(cè)試向量，所述測(cè)試向量是用做診斷靶標(biāo)的生物組織的光譜特性向量；多元線性回歸分析步驟，使用多個(gè)獨(dú)立組分向量對(duì)所述測(cè)試向量進(jìn)行多元線性回歸分析并獲得誤差向量，所述多個(gè)獨(dú)立組分向量是特定物質(zhì)的光譜特性向量，所述誤差向量是剩余誤差組分的向量；指標(biāo)值計(jì)算步驟，提取所述誤差向量的特性，并從被提取的誤差向量計(jì)算代表用做診斷靶標(biāo)的生物組織中是否含有病變區(qū)以及何種類型的病變區(qū)可能被包含于所述生物組織中的指標(biāo)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輔助診斷方法，其中通過來(lái)自多個(gè)生物組織樣本的光譜特性向量的獨(dú)立組分分析計(jì)算獨(dú)立的組分向量，所述多個(gè)生物組織樣本的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于用做診斷靶標(biāo)的生物組織的相同部分，且不含有病變區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的輔助診斷方法，其中所述指標(biāo)值計(jì)算步驟根據(jù)病變區(qū)物質(zhì)向量計(jì)算出指標(biāo)值，所述病變區(qū)物質(zhì)向量是通過來(lái)自于病變區(qū)樣本誤差向量的獨(dú)立組分分析而獲得的，所述病變區(qū)樣本誤差向量是通過與多個(gè)獨(dú)立組分向量一起對(duì)含有特定病變區(qū)的多個(gè)生物組織樣本的光譜特性向量進(jìn)行多元線性回歸分析而獲得的剩余誤差組分的向量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輔助診斷方法，其中在所述指標(biāo)值計(jì)算步驟中通過多元線性回歸分析計(jì)算滿足下列表達(dá)式(a)的系數(shù)^E ^ SdEd ... (a)其中，誤差向量設(shè)定為E= [Ελ1，Ελ2，…ΕλΜ]，并且病變區(qū)物質(zhì)向量設(shè)定為4= [EdA1， …E“m]；使用重量系數(shù)Im，通過下列表達(dá)式(b)計(jì)算向量EAd和&之間的相似度D
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輔助診斷方法，其中，在所述指標(biāo)值計(jì)算步驟中，通過基于系數(shù)^以及&和向量EdkAdk的每一個(gè)之間的相似度組Ddk的測(cè)試來(lái)計(jì)算相似度D包含于相似度組Ddk中的可能性，系數(shù)^t滿足下列表達(dá)式(C)并且是通過將多個(gè)病變區(qū)樣本誤差向量設(shè)定為Edk= [EdkA1，EdkA2，-EdkAM] (k= 1,2,…，K)時(shí)的多元線性回歸分析而獲得的，相似度組Ddk是通過下列表達(dá)式(d)獲得的；并且將相似度D包含于相似度組Ddk中的可能性設(shè)定為指標(biāo)值，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輔助診斷儀，其包括向量輸入裝置，所述向量輸入裝置讀取測(cè)試向量，所述測(cè)試向量是用做診斷靶標(biāo)的生物組織的光譜特性向量；多元線性回歸分析裝置，所述多元線性回歸分析裝置使用多個(gè)獨(dú)立組分向量對(duì)所述測(cè)試向量進(jìn)行多元線性回歸分析并獲得誤差向量，所述多個(gè)獨(dú)立組分向量是特定物質(zhì)的光譜特性向量，所述誤差向量是剩余組分的向量；以及指標(biāo)值計(jì)算裝置，所述指標(biāo)值計(jì)算裝置提取所述誤差向量的特性，并從被提取的誤差向量的特性計(jì)算代表用做診斷靶標(biāo)的生物組織中是否含有病變區(qū)以及何種類型的病變區(qū)可能被包含于所述生物組織中的指標(biāo)值。
文檔編號(hào)A61B1/00GK102595996SQ20108004849
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者千葉亨 申請(qǐng)人:Hoya株式會(huì)社