用于確定組織狀態(tài)的檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)裝置(30)。所述檢測(cè)裝置(30)包括：熒光譜提供單元(2、3)，所述熒光譜提供單元用于提供所述組織的熒光譜；微分單元(4)，所述微分單元用于生成所述熒光譜的導(dǎo)數(shù)；以及組織狀態(tài)確定單元(5)，所述組織狀態(tài)確定單元用于根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)來(lái)確定所述組織的狀態(tài)。這樣，即使在所述熒光譜中幾乎看不到或根本看不到與所述組織的狀態(tài)相關(guān)的特征，也允許確定所述組織的狀態(tài)。因此能夠提高確定所述組織的狀態(tài)的可靠性，所述組織的狀態(tài)為，例如所述組織是否是癌性的。
【專利說(shuō)明】用于確定組織狀態(tài)的檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本 發(fā)明涉及用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)裝置、檢測(cè)方法和檢測(cè)計(jì)算機(jī)程序。本發(fā)明還涉及用于向組織施加能量的能量施加裝置、能量施加方法和能量施加計(jì)算機(jī)程序。
【背景技術(shù)】
[0002]US5042494公開(kāi)了使用天然可見(jiàn)熒光來(lái)檢測(cè)癌性組織的存在的方法和裝置。單色光束激勵(lì)待檢查的組織，令該組織在一定波長(zhǎng)譜上發(fā)出熒光。在一定譜上或在預(yù)定數(shù)量的預(yù)選波長(zhǎng)處測(cè)量被激勵(lì)組織發(fā)出熒光的強(qiáng)度。例如，通過(guò)如下方式確定問(wèn)題組織的癌樣狀況:a)確定峰值波長(zhǎng)，在峰值波長(zhǎng)處獲得了針對(duì)問(wèn)題組織的最大強(qiáng)度，并以視覺(jué)或電子方式將這些峰值波長(zhǎng)與從已知非癌性組織導(dǎo)出的峰值波長(zhǎng)進(jìn)行比較，或b)將被激勵(lì)組織的熒光譜與已知非癌性組織的熒光譜進(jìn)行比較。如果已經(jīng)確定組織是癌性的，則能夠使用來(lái)自高功率激光器的光束通過(guò)消融來(lái)破壞它。
[0003]在實(shí)踐中，可能難以確定譜的特性，該特性與問(wèn)題組織的癌性狀態(tài)或健康狀態(tài)相關(guān)，因?yàn)樵谧V中，這些特性可能是幾乎不可見(jiàn)的或根本不可見(jiàn)的，從而降低了確定問(wèn)題組織是否為癌性的可靠度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)裝置、檢測(cè)方法和檢測(cè)計(jì)算機(jī)程序，其中，能夠提高確定狀態(tài)的可靠性。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于向組織施加能量的能量施加裝置、能量施加方法和能量施加計(jì)算機(jī)程序，其使用了組織的狀態(tài)的可靠確定的結(jié)果。
[0005]在本發(fā)明的第一方面中，提出了一種用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)裝置包括:
[0006]-熒光譜提供單元，其用于提供所述組織的熒光譜，
[0007]-微分單元，其用于生成所述熒光譜的導(dǎo)數(shù)，
[0008]-組織狀態(tài)確定單元，其用于根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)確定所述組織的狀態(tài)。
[0009]由于所述微分單元生成所述熒光譜的導(dǎo)數(shù)，其中，所述組織狀態(tài)確定單元根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)確定所述組織的狀態(tài)，因此即使與所述組織的狀態(tài)相關(guān)的特征在所述熒光譜自身中幾乎不可見(jiàn)或根本不可見(jiàn)，也能夠確定所述組織的狀態(tài)。例如，在所述熒光譜中這些特征可能僅可見(jiàn)為幾乎不可見(jiàn)的肩部，它們常常不能被可靠地檢測(cè)到。然而，在所述熒光譜的導(dǎo)數(shù)中，尤其是在所述熒光譜的一階導(dǎo)數(shù)中，能夠可靠地檢測(cè)到這些肩部。根據(jù)導(dǎo)數(shù)確定所述組織的狀態(tài)因此提高了確定狀態(tài)的可靠性。
[0010]所述檢測(cè)裝置優(yōu)選適于確定包括熒光團(tuán)的組織的狀態(tài)，在被激勵(lì)光照射之后，所述熒光團(tuán)會(huì)發(fā)出熒光。所述組織優(yōu)選是生物(像人或動(dòng)物)的組織，其中，所述檢測(cè)裝置能夠適于確定所述組織處于健康狀態(tài)還是癌性狀態(tài)。
[0011]所述熒光譜提供單元能夠是存儲(chǔ)單元，在其中存儲(chǔ)著所述熒光譜，并且能夠從其提供所述熒光譜，或者所述熒光譜提供單元能夠是接收單元，其用于經(jīng)由數(shù)據(jù)連接從例如譜儀接收所述熒光譜并提供所接收的熒光譜。因此能夠?qū)⑺鰴z測(cè)裝置視為計(jì)算裝置，其基于提供的熒光譜來(lái)確定所述組織的狀態(tài)，提供的熒光譜可能是由另一獨(dú)立裝置測(cè)量的。然而，優(yōu)選地，所述熒光譜提供單元包括:激勵(lì)照射單元，所述激勵(lì)照射單元用于利用用于激勵(lì)所述組織的激勵(lì)光來(lái)照射所述組織，以允許所述組織在被激勵(lì)之后發(fā)出發(fā)射光；以及發(fā)射光檢測(cè)單元，所述發(fā)射光檢測(cè)單元用于檢測(cè)來(lái)自所述組織的發(fā)射光的譜。具體而言，所述激勵(lì)照射單元優(yōu)選適于照射生物體內(nèi)的組織，并且所述發(fā)射光檢測(cè)單元優(yōu)選適于檢測(cè)來(lái)自生物體內(nèi)的所述組織的光。在實(shí)施例中，所述激勵(lì)照射單元適于利用具有一個(gè)或幾個(gè)波長(zhǎng)的激勵(lì)光來(lái)照射所述組織，并且所述發(fā)射光檢測(cè)單元適于檢測(cè)發(fā)射光的譜作為所述熒光譜。在另一實(shí)施例中，所述激勵(lì)照射單元適于利用具有變化的基本單一波長(zhǎng)的激勵(lì)光來(lái)照射所述組織，并且所述發(fā)射光檢測(cè)單元適于在波長(zhǎng)范圍處，具體而言在一個(gè)或多個(gè)固定波長(zhǎng)處檢測(cè)發(fā)射光，其中，針對(duì)激勵(lì)光的不同波長(zhǎng)而檢測(cè)的發(fā)射光強(qiáng)度形成所述熒光譜。
[0012]所述熒光譜能夠是離散譜或連續(xù)譜。離散譜能夠包括三個(gè)或更多波長(zhǎng)處的熒光強(qiáng)度值，所述三個(gè)或更多波長(zhǎng)處的熒光強(qiáng)度值用于在各波長(zhǎng)處生成離散譜的導(dǎo)數(shù)，在這些波長(zhǎng)處，所述導(dǎo)數(shù)用于確定所述組織的狀態(tài)。
[0013]所述檢測(cè)裝置能夠包括探頭，通過(guò)所述探頭能夠照射生物體內(nèi)的組織，并且通過(guò)所述探頭能夠檢測(cè)來(lái)自所述組織的光。所述探頭能夠是針，但也能夠是另一種探頭，例如，另一種介入儀器，像導(dǎo)管。所述探頭優(yōu)選與激勵(lì)光源和發(fā)射光檢測(cè)器(具體而言譜儀)連接，其中，能夠通過(guò)所述探頭將來(lái)自光源的光從所述光源傳輸?shù)缴矬w內(nèi)的組織，并且能夠通過(guò)所述探頭將來(lái)自生物體內(nèi)的組織的光傳輸回檢測(cè)器。為了傳輸光，能夠使用諸如光纖的光導(dǎo)。
[0014]優(yōu)選地，所述組織狀態(tài)確定單元適于基于僅在600nm到700nm的波長(zhǎng)范圍中的導(dǎo)數(shù)來(lái)確定所述組織的狀態(tài)。在所述熒光譜的導(dǎo)數(shù)中對(duì)應(yīng)于小于600nm波長(zhǎng)的部分中，可能有非常突出的吸收特性，像吸收峰，它們可能是由例如血液導(dǎo)致的，其中，這些特性可能減小基于導(dǎo)數(shù)來(lái)確定組織的狀態(tài)的可靠性。因此，基于僅在600nm到700nm波長(zhǎng)范圍中的導(dǎo)數(shù)來(lái)確定組織的狀態(tài)能夠進(jìn)一步提高確定組織的狀態(tài)的可靠性。
[0015]還優(yōu)選地，所述組織狀態(tài)確定單元適于確定所述組織處于第一狀態(tài)還是處于第二狀態(tài)，其中，所述第一狀態(tài)與第一波長(zhǎng)相關(guān)，并且所述第二狀態(tài)與第二波長(zhǎng)相關(guān)，其中，所述組織狀態(tài)確定單元適于基于第一度量來(lái)確定所述組織包括所述第一狀態(tài)還是包括所述第二狀態(tài)，所述第一度量取決于所述第一波長(zhǎng)附近的第一波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)以及所述第二波長(zhǎng)附近的第二波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)。具體而言，能夠僅基于特定波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)來(lái)確定所述組織的狀態(tài)。
[0016] 優(yōu)選地，如果所述熒光譜的特性和/或?qū)?shù)指示各自的狀態(tài)，則所述第一波長(zhǎng)與所述第一狀態(tài)相關(guān)，并且所述第二波長(zhǎng)與所述第二狀態(tài)相關(guān)。具體而言，如果所述組織分別處于所述第一狀態(tài)或所述第二狀態(tài)中，則能夠選擇由第一波長(zhǎng)范圍圍繞的第一波長(zhǎng)和由第二波長(zhǎng)范圍圍繞的第二波長(zhǎng)，使得它們界定譜的導(dǎo)數(shù)中的這樣的區(qū)域:在該區(qū)域中，譜的導(dǎo)數(shù)中的分別指示第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的特性是非常突出的。例如，如果組織處于第一狀態(tài)中，則所述第一波長(zhǎng)能夠?qū)?yīng)于已知存在于組織中的熒光團(tuán)的熒光譜的主峰，并且如果組織處于第二狀態(tài)中，則所述第二波長(zhǎng)能夠?qū)?yīng)于存在于組織中的另一熒光團(tuán)的熒光譜的主峰。這樣允許進(jìn)一步提高確定組織的狀態(tài)的可靠性。
[0017]優(yōu)選地，所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)中的一個(gè)表示健康狀態(tài)，并且所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)中的另一個(gè)表示癌性狀態(tài)。
[0018]所述組織狀態(tài)確定單元優(yōu)選適于包括在a)至少第一度量與b)第一狀態(tài)或第二狀態(tài)之間的分配，并適于基于所述分配和至少第一度量來(lái)確定所述組織包括所述第一狀態(tài)還是包括所述第二狀態(tài)。例如，能夠通過(guò)校準(zhǔn)測(cè)量來(lái)確定所述分配，其中，確定所述第一度量和任選的其他度量，同時(shí)獲知所述組織處于第一狀態(tài)還是處于第二狀態(tài)。
[0019]還優(yōu)選地，所述組織狀態(tài)確定單元適于基于如下至少一項(xiàng)來(lái)確定第一度量
[0020]i)a)小于所述第一波長(zhǎng)且處在所述第一波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)與b)大于所述第一波長(zhǎng)且處在所述第一波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)之間的第一差，
[0021]ii)a)小于所述第二波長(zhǎng)且處在所述第二波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)與b)大于所述第二波長(zhǎng)且處在所述第二波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)之間的第二差。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果基于該第一度量確定所述組織的狀態(tài)，則能夠進(jìn)一步提高確定狀態(tài)的可靠性。
[0022]因此，為了確定所述第一度量，不必要求使用例如具有分別在第一波長(zhǎng)或第二波長(zhǎng)附近的連續(xù)波長(zhǎng)的導(dǎo)數(shù)部分，而是比較第一波長(zhǎng)和/或第二波長(zhǎng)的相對(duì)側(cè)上的特定波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)就可能足以確定各自的度量。能夠?qū)⒌谝徊ㄩL(zhǎng)和/或第二波長(zhǎng)相對(duì)側(cè)上的這些特定波長(zhǎng)分別視為第一波長(zhǎng)范圍和/或第二波長(zhǎng)范圍的邊界波長(zhǎng)，即，能夠?qū)⑾鄬?duì)側(cè)上的這些特定波長(zhǎng)視為分別界定第一波長(zhǎng)范圍和/或第二波長(zhǎng)范圍。
[0023]在實(shí)施例中，第一差和第二差中的一個(gè)能夠是第一度量，并且第一差和第二差中的另一個(gè)可以是第二度量。
[0024]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一波長(zhǎng)在630nm到640nm的范圍之內(nèi)，并且所述第二波長(zhǎng)在620nm到630nm的范圍之內(nèi)。具體而言，所述第一波長(zhǎng)能夠是635nm，所述第二波長(zhǎng)能夠是620nm或625nm。通過(guò)使用這些第一波長(zhǎng)和第二波長(zhǎng)，能夠進(jìn)一步提高確定組織的狀態(tài)的可靠性，尤其是如果組織為肝臟或腎臟組織或如果必須要確定肝臟或腎臟組織處于健康狀態(tài)還是癌性狀態(tài)。
[0025]還優(yōu)選地，第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的至少一個(gè)與另外的波長(zhǎng)相關(guān)，其中，所述組織狀態(tài)確定單元適于基于第一度量和另外的度量確定組織包括第一狀態(tài)還是包括第二狀態(tài)，所述另外的度量取決于另外的波長(zhǎng)附近的另外的波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)。所述另外的波長(zhǎng)能夠?qū)?yīng)于各自的熒光譜的次級(jí)峰。考慮第一度量和用于確定組織的狀態(tài)的一個(gè)或幾個(gè)另外的度量能夠進(jìn)一步提高這種確定的可靠性。
[0026]還優(yōu)選地，所述組織狀態(tài)確定單元適于基于a)小于各自的另外的波長(zhǎng)且處在各自的另外的波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)和b)大于各自的另外的波長(zhǎng)且處在各自的另外的波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)之間的差來(lái)確定另外的度量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果另外的度量基于這種差，則能夠進(jìn)一步提高確定組織的狀態(tài)的可靠性。因此，同樣為了確定另外的度量，不必要求使用例如在另外的波長(zhǎng)附近的連續(xù)波長(zhǎng)的導(dǎo)數(shù)部分，而是比較各自的另外的波長(zhǎng)的相對(duì)側(cè)上的特定波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)就能夠足以確定各自的度量。
[0027]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述另外的波長(zhǎng)在675nm到685nm的范圍之內(nèi)，或685nm到695nm的范圍之內(nèi)。具體而言,所述另外的波長(zhǎng)能夠是680nm或690nm。尤其是,如果組織為肝臟或腎臟組織且如果應(yīng)當(dāng)確定肝臟或腎臟組織健康還是癌性，則使用這另外的波長(zhǎng)能夠?qū)е麓_定組織的狀態(tài)的可靠性進(jìn)一步提高。
[0028]還優(yōu)選地，所述檢測(cè)裝置包括組織類型提供單元，所述組織類型提供單元用于提供待確定狀態(tài)的組織的類型，其中，所述組織狀態(tài)確定單元適于根據(jù)所提供的組織類型提供若干種預(yù)定義第一度量中的至少一個(gè)。因此，所述組織狀態(tài)確定單元能夠適于基于所提供的組織類型確定要向熒光譜的導(dǎo)數(shù)應(yīng)用哪個(gè)第一度量和哪個(gè)任選的另外的度量。例如，所述組織狀態(tài)確定單元能夠包括存儲(chǔ)單元，在其中向不同類型的組織分配第一度量和任選的另外的度量，其中，基于實(shí)際確定的組織類型確定待在實(shí)際測(cè)量中應(yīng)用的第一度量和任選的另外的度量。因此能夠?qū)⑾嗤臋z測(cè)裝置用于確定不同類型的組織的狀態(tài)。
[0029]所述檢測(cè)裝置能夠包括:組織類型檢測(cè)照射單元，所述組織類型檢測(cè)照射單元用于利用組織類型檢測(cè)光來(lái)照射組織；以及組織類型檢測(cè)光檢測(cè)單元，所述組織類型檢測(cè)光檢測(cè)單元用于檢測(cè)來(lái)自組織的組織類型檢測(cè)光，其中，所述組織類型提供單元適于根據(jù)所檢測(cè)的組織類型檢測(cè)光來(lái)檢測(cè)組織的類型。所述組織類型檢測(cè)照射單元例如是生成激光的激光器，能夠通過(guò)使用例如光纖將激光傳輸?shù)浇M織。在本范例中，激光是組織類型檢測(cè)光，其中，能夠由至少一個(gè)另外的光纖收集組織類型檢測(cè)光，所述組織類型檢測(cè)光已經(jīng)被組織通過(guò)例如吸收、散射和/或反射所影響，所述光纖將收集的光引導(dǎo)到譜儀，以生成組織類型檢測(cè)譜。所述組織類型檢測(cè)照射單元還能夠是白光源，以生成白光作為組織類型檢測(cè)光。能夠?qū)⑹占饫w和譜儀視為組織類型檢測(cè)光檢測(cè)單元。能夠?qū)⑺傻慕M織類型檢測(cè)譜，具體而言，諸如組織類型檢測(cè)譜的峰的特征，與已知組織類型的已知譜進(jìn)行比較，以便確定待確定狀態(tài)的組織的實(shí)際類型。這允許以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式確定待檢測(cè)狀態(tài)的組織的類型。
[0030]在另一實(shí)施例中，所述組織類型提供單元包括用戶接口，所述用戶接口允許用戶輸入實(shí)際的組織類型，其中，所述組織狀態(tài)確定單元適于根據(jù)輸入的組織類型提供若干種預(yù)定義度量中的至少一個(gè)。所述用戶接口例如能夠是開(kāi)關(guān)、圖形用戶接口等。
[0031]在本發(fā)明的另一方面中，提出了一種用于向組織施加能量的能量施加裝置，其中，所述能量施加裝置包括:
[0032]-根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)裝置，以及
[0033]-組織修改單元，其用于根據(jù)所確定的組織的狀態(tài)通過(guò)向組織施加能量來(lái)修改組織。
[0034]這允許根據(jù)確定的組織的狀態(tài)來(lái)修改組織。所述組織修改單元優(yōu)選是能量施加單元。所述能量施加單元例如是消融單元，如果確定組織為癌性的，其用于向組織施加消融能量。所述能量施加單元能夠適于向組織施加例如電能、光能、超聲能量、熱、冷等，以消融組織。具體而言，所述組織修改單元能夠適于執(zhí)行光力學(xué)治療。
[0035]由于由檢測(cè)裝置確定了組織的狀態(tài)，所以在向組織施加能量之前，能夠確保向具有特定狀態(tài)的組織施加能量。例如，如果可能有癌性組織或健康組織，所述能量施加單元能夠適于僅向癌性組織施加能量，癌性組織是事先已經(jīng)由檢測(cè)裝置確定的。
[0036]在本發(fā)明的另一方面中， 提出了一種用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)方法，其中，所述檢測(cè)方法包括:
[0037]-提供所述組織的熒光譜，
[0038]-生成所述熒光譜的導(dǎo)數(shù)，
[0039]-根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)確定所述組織的狀態(tài)。[0040]在本發(fā)明的另一方面中，提出了一種用于向組織施加能量的能量施加方法，其中，所述能量施加方法包括:
[0041]-如權(quán)利要求12所述地確定組織的狀態(tài)，并且
[0042]-根據(jù)所確定的狀態(tài)通過(guò)向所述組織施加能量來(lái)修改組織。
[0043]在本發(fā)明的另一方面中，提出了一種用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)計(jì)算機(jī)程序，其中，所述檢測(cè)計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼段，當(dāng)所述檢測(cè)計(jì)算機(jī)程序在控制根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述程序代碼段令所述檢測(cè)裝置執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求12所述的檢測(cè)方法的步驟。
[0044]在本發(fā)明的另一方面中，提出了一種能量施加計(jì)算機(jī)程序，其中，所述能量施加計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼段，當(dāng)所述能量施加計(jì)算機(jī)程序在控制根據(jù)權(quán)利要求11所述的能量施加裝置的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述程序代碼段令所述能量施加裝置執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求13所述的能量施加方法的步驟。
[0045]應(yīng)當(dāng)理解，權(quán)利要求1的檢測(cè)裝置、權(quán)利要求11的能量施加裝置、權(quán)利要求12的檢測(cè)方法、權(quán)利要求13的能量施加方法、權(quán)利要求14的檢測(cè)計(jì)算機(jī)程序和權(quán)利要求15的能量施加計(jì)算機(jī)程序具有類似和/或等同的優(yōu)選實(shí)施例，具體而言，如在從屬權(quán)利要求中定義的。
[0046]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例也能夠是從屬權(quán)利要求與各自的獨(dú)立權(quán)利要求的任意組合。
[0047]本發(fā)明的這些和其他方面將從下文描述的實(shí)施例變得顯而易見(jiàn)并參考下文描述的實(shí)施例得以闡明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0048]在以下附圖中:
[0049]圖1示意性地且示范性地示出了用于向組織施加能量的能量施加裝置的實(shí)施例，
[0050]圖2示意性地且示范性地示出了導(dǎo)管的頂端的實(shí)施例，
[0051]圖3示范性地示出了譜的峰，
[0052]圖4示范性地示出了背景譜，
[0053]圖5示范性地示出了圖3和圖4所示譜的組合，
[0054]圖6示范性地示出了圖5所示譜的一階導(dǎo)數(shù)，
[0055]圖7示范性地示出了人體肝臟組織的實(shí)測(cè)熒光譜和本征熒光譜，
[0056]圖8示范性地示出了血卟啉的突光譜，
[0057]圖9示范性地示出了幾個(gè)人體肝臟組織樣本的幾個(gè)熒光譜，
[0058]圖10示范性地示出了圖9所示譜的一階導(dǎo)數(shù)，
[0059]圖11示范性地示出了在人體肝臟組織樣本的情況下第一度量X和第二度量y的繪圖，
[0060]圖12示范性地示出了幾個(gè)人體腎臟組織樣本的幾個(gè)熒光譜，
[0061]圖13示范性地示出了圖12所示熒光譜的一階導(dǎo)數(shù)，
[0062]圖14示出了 在人體腎臟組織樣本的情況下第一度量X和第二度量y的繪圖，
[0063]圖15示意性地且示范性地示出了針頂端的實(shí)施例，[0064]圖16示范性地示出了圖示用于向組織施加能量的能量施加方法的流程圖，并且
[0065]圖17到22示出了幾個(gè)探頭配置，其能夠用于利用光來(lái)照射組織并且用于檢測(cè)來(lái)自組織的光。
【具體實(shí)施方式】
[0066]圖1示意性地且示范性地示出了用于向組織施加能量的能量施加裝置I的實(shí)施例。能量施加裝置I包括用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)裝置30和用于根據(jù)所確定的狀態(tài)通過(guò)向組織施加能量來(lái)修改組織的組織修改單元13。
[0067]檢測(cè)裝置30包括包含激勵(lì)光源2的激勵(lì)照明單元和導(dǎo)管8內(nèi)的至少一個(gè)光纖，所述光纖用于引導(dǎo)激勵(lì)光源2生成的激勵(lì)光通過(guò)導(dǎo)管8到達(dá)位于人體臺(tái)10上的人9之內(nèi)的組織。在圖2中示范性地且示意性地更詳細(xì)示出了導(dǎo)管8的頂端20，其還能夠被視為用于探查組織的探頭7的一部分。
[0068]導(dǎo)管頂端20包括具有開(kāi)口 25、26的帽電極27，通過(guò)開(kāi)口 25、26激勵(lì)光22能夠離開(kāi)導(dǎo)管頂端20以激勵(lì)組織21，并且通過(guò)開(kāi)口 25、26能夠收集由組織21發(fā)出的發(fā)射光24。激勵(lì)光經(jīng)由光纖28從激勵(lì)光源2被引導(dǎo)到開(kāi)口 25，并且收集的光通過(guò)光纖23從開(kāi)口 26被引導(dǎo)到發(fā)射光檢測(cè)器3。發(fā)射光檢測(cè)器3是用于基于收集的發(fā)射光24生成發(fā)射譜的譜儀。激勵(lì)光源2和光纖28因此能夠被視作形成激勵(lì)照明單元，并且發(fā)射光檢測(cè)器3和光纖23能夠被視作形成發(fā)射光檢測(cè)單元。此外，由于激勵(lì)照明單元和發(fā)射光檢測(cè)單元合作工作，使得其生成光譜，并且由于組織包括在被激勵(lì)光照明后發(fā)出發(fā)射光的熒光團(tuán)，因此譜是熒光譜并且這些單元能夠被視作形成用于提供熒光譜的熒光譜提供單元。
[0069]檢測(cè)裝置30還包括:用于生成譜的一階導(dǎo)數(shù)的微分單元4 ;以及用于根據(jù)導(dǎo)數(shù)確定組織21的狀態(tài)的組織狀態(tài)確定單元5。在這一實(shí)施例中，該組織能夠有兩個(gè)狀態(tài)，即其能夠是健康的或癌性的。組織狀態(tài)確定單元5因此能夠適于確定組織是健康的還是癌性的。為了執(zhí)行這種確定，組織狀態(tài)確定單元5優(yōu)選使用僅在600nm到700nm波長(zhǎng)范圍中的導(dǎo)數(shù)。具體而言，組織狀態(tài)確定單元5適于確定組織21是處于第一狀態(tài)(可以是健康狀態(tài)和癌性狀態(tài)中的一種)，還是處于第二狀態(tài)(可以是健康狀態(tài)和癌性狀態(tài)的另一種)，其中，第一狀態(tài)與發(fā)射光的第一發(fā)射波長(zhǎng)相關(guān)并且第二狀態(tài)與發(fā)射光的第二發(fā)射波長(zhǎng)相關(guān)，其中，組織狀態(tài)確定單元5適于基于第一度量確定組織包括第一狀態(tài)還是包括第二狀態(tài)，所述第一度量取決于第一波長(zhǎng)附近的(即在這個(gè)實(shí)施例中，第一發(fā)射波長(zhǎng)附近的)第一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)，以及在第二波長(zhǎng)附近的(即在這個(gè)實(shí)施例中，第二發(fā)射波長(zhǎng)附近的)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)。第一波長(zhǎng)范圍和第二波長(zhǎng)范圍在600nm到700nm的范圍之內(nèi)。
[0070]在這一實(shí)施例中，組織狀態(tài)確定單元5適于將第一度量確定為第一差和第二差之間的差。所述第一差是a)小于第一發(fā)射波長(zhǎng)且處在第一波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的譜的導(dǎo)數(shù)的值與b)大于第一發(fā)射波長(zhǎng)且處在第一波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的譜的導(dǎo)數(shù)的另一個(gè)值之間的差。所述第二差是a)小于第二發(fā)射波長(zhǎng)且處在第二波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的譜的導(dǎo)數(shù)的值與b)大于第二發(fā)射波長(zhǎng)且處在第二波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的譜的導(dǎo)數(shù)的另一個(gè)值之間的差。在下文中將參考圖3到6例示說(shuō)明第一差的確定。
[0071]第一差的計(jì)算允許可靠地檢測(cè)圖5所示的譜的幾乎不可見(jiàn)的肩部32。圖5中所示的譜I ( λ )能夠被視為圖3中所示第一發(fā)射波長(zhǎng)λ 處的峰33和圖4中所示的背景譜34的疊加。圖6示意性且示范性示出了圖5所示的譜的導(dǎo)數(shù)D。在圖6中能夠看出，第一差~在圖6中是能夠可靠檢測(cè)到的并能夠用于計(jì)算第一度量。在圖6中，小于第一發(fā)射波長(zhǎng)且處在第一波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的譜的導(dǎo)數(shù)的值是在波長(zhǎng)λ Λ±-Δ λ 2處的譜的導(dǎo)數(shù)值。大于第一發(fā)射波長(zhǎng)且處在第一波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的譜的導(dǎo)數(shù)的另一個(gè)值是波長(zhǎng)λ最大+ Λ λ I處的值。通過(guò)將這兩個(gè)波長(zhǎng)λ最大-Λ λ 2和λ最大+ Λ λ I處的導(dǎo)數(shù)的值彼此相減來(lái)計(jì)算第一差。能夠相應(yīng)地計(jì)算第二差。
[0072]值Λ X1和Λ λ 2取決于各自的峰的形狀，具體而言，取決于圖3中所示的峰的形狀，但不取決于例如圖4所示的背景。能夠針對(duì)給定的組織類型預(yù)先確定這些值Λ入1和Λ入2。因此，通過(guò)取實(shí)測(cè)熒光譜的一階導(dǎo)數(shù)，并從被減峰值波長(zhǎng)λ Λ±-Δ λ 2處左邊的點(diǎn)減去被減峰的峰值波長(zhǎng)λ Λ± + Δ X1S側(cè)的適當(dāng)波長(zhǎng)的強(qiáng)度，能夠可靠地確定組織中是否有對(duì)應(yīng)的熒光團(tuán)。
[0073]圖7示意性且示范性示出了組織的實(shí)測(cè)熒光譜40和本征熒光譜41，在本范例中，組織為人的肝臟組織。僅示出了本征熒光譜41以圖示大多由于血液吸收導(dǎo)致的較小波長(zhǎng)處的實(shí)測(cè)熒光譜40與本征熒光譜41之間的強(qiáng)烈差。因此，組織狀態(tài)確定單元5適于忽略譜的導(dǎo)數(shù)中對(duì)應(yīng)于小于600nm的波長(zhǎng)的部分，但將組織的狀態(tài)的確定基于特性，具體而言，基于600nm和700nm之間的峰。
[0074]健康的肝臟組織包含熒光團(tuán)F1，像血卟啉，其熒光譜示范性地在圖8中示出。其在635nm處具有非常銳利的峰，并且在680nm附近具有第二個(gè)更寬的峰。在典型的組織測(cè)量中，這些峰大多數(shù)都將被其他熒光峰模糊化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，癌性肝臟組織包含不同的未識(shí)別類型的卟啉，這些卟啉被表示為熒光團(tuán)F2。這種第二熒光團(tuán)F2具有625nm處的主峰，以及690nm附近的次級(jí)峰。在這一實(shí)施例中，關(guān)于各自的熒光團(tuán)的各自的熒光譜的不同峰值波長(zhǎng)的這種信息足以確定肝臟組織是健康的還是癌性的，即，不必需要有關(guān)于個(gè)體熒光團(tuán)的完整熒光譜的信息。具體而言，關(guān)于Fl和F2的主峰波長(zhǎng)的信息能夠是足夠的。
[0075]圖9示意性且示范性示出了在人體肝臟樣本上測(cè)量的幾個(gè)熒光譜。進(jìn)行測(cè)量的各自的位置被病理學(xué)家分成正常的(實(shí)線)或癌性的(虛線)。在本范例中，癌性表示在顯著量的組織中(即在各自的位置處在50%或更多的組織中)有腫瘤或壞死組織，而正常表示組織沒(méi)有腫瘤或壞死組織。625nm處和635nm處的虛線條表示主峰的最大波長(zhǎng)。這些波長(zhǎng)優(yōu)選是上述第一發(fā)射波長(zhǎng)和第二發(fā)射波長(zhǎng)。在圖9中，對(duì)曲線圖進(jìn)行縮放，使得600nm處的熒光強(qiáng)度I對(duì)于所有譜而言都為一。
[0076]圖9中所示的一些譜噪聲嚴(yán)重。一些譜清楚地示出來(lái)自血卟啉或來(lái)自未識(shí)別的第二卟啉的雙峰。大部分譜根本未示出可見(jiàn)的峰。
[0077]圖10示意性且示范性示出了在這些譜已經(jīng)平滑之后圖9中所示熒光譜的一階導(dǎo)數(shù)。圖10清楚示出了在這樣的波長(zhǎng)處的特性，在這些波長(zhǎng)處，在圖9中所示的原始譜中看不到這些特性，所述特性對(duì)應(yīng)于熒光團(tuán)Fl和F2。在圖10中，虛線條在617nm、629nm、631nm和640nm處。
[0078]在本范例中，能夠通過(guò)使用以下方程計(jì)算第一度量y:
[0079]y = D(635nm_6nm)-D(635nm+5nm)-(D(625nm_8nm)-D(625nm+6nm))。 (I)
[0080]因此，在本范例中，第一發(fā)射波長(zhǎng)為635nm，第二發(fā)射波長(zhǎng)為625nm。此外，第一度量不取決 于譜的導(dǎo)數(shù)的整個(gè)各自的部分，而僅僅取決于各自的波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的特定發(fā)射波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)的一些值，并且能夠?qū)⒏髯缘陌l(fā)射波長(zhǎng)附近的各自的波長(zhǎng)范圍視為是由兩個(gè)各自的波長(zhǎng)定義的，在所述兩個(gè)各自的波長(zhǎng)處，存在彼此相減的各自的值。
[0081]在 這一實(shí)施例中，組織狀態(tài)確定單元5適于不僅只基于第一度量，而且還基于第二度量來(lái)確定組織包括第一狀態(tài)還是包括第二狀態(tài)。例如，能夠向第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的至少一個(gè)分配發(fā)射光的另外的發(fā)射波長(zhǎng)，即能夠考慮熒光團(tuán)Fl或熒光團(tuán)F2的另外的峰值波長(zhǎng)，其中，組織狀態(tài)確定單元5能夠適于基于第一度量并基于另外的度量來(lái)確定組織包括第一狀態(tài)還是包括第二狀態(tài)，所述另外的度量取決于由另外的發(fā)射波長(zhǎng)附近的另外的波長(zhǎng)范圍定義的導(dǎo)數(shù)的另外的部分。優(yōu)選地，另外的度量不取決于整個(gè)另外的部分，而是僅僅取決于另外的波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的特定發(fā)射波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)的一些值。
[0082]優(yōu)選地，組織狀態(tài)確定單元5適于還基于a)小于各自的另外的發(fā)射波長(zhǎng)且處在各自的另外的波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的譜的導(dǎo)數(shù)的值與b)大于各自的另外的發(fā)射波長(zhǎng)且處在各自的另外的波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的譜的導(dǎo)數(shù)的另一值之間的差來(lái)確定另外的度量。因此，能夠?qū)⒘硗獾牟ㄩL(zhǎng)范圍視為是由兩個(gè)波長(zhǎng)定義的，在所述兩個(gè)波長(zhǎng)處存在導(dǎo)數(shù)的值和另一值。
[0083]在上述確定肝臟組織的狀態(tài)的范例中，另外的發(fā)射波長(zhǎng)能夠是680nm，并且另外的度量能夠根據(jù)以下方程定義:
[0084]X = D (680nm_13nm)-D (680nm+3nm)。(2)
[0085]這個(gè)另外的度量對(duì)應(yīng)于熒光團(tuán)Fl的次級(jí)峰，而根據(jù)方程(I)的第一度量考慮熒光團(tuán)Fl和F2的熒光譜的主峰。
[0086]組織狀態(tài)確定單元5優(yōu)選適于包括a)第一度量和任選的至少一個(gè)另外的度量與b)第一狀態(tài)或第二狀態(tài)之間的分配，并適于基于所述分配和第一度量以及任選基于至少一個(gè)另外的度量來(lái)確定組織包括第一狀態(tài)還是包括第二狀態(tài)。能夠通過(guò)利用具有已知狀態(tài)的多個(gè)組織樣本的校準(zhǔn)測(cè)量來(lái)確定分配和度量，即，波長(zhǎng)，在該波長(zhǎng)處考慮譜的導(dǎo)數(shù)的值，其中，確定所述分配和對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，使得對(duì)于盡可能多的組織樣本，各自的組織樣本的所確定的狀態(tài)類似于各自的組織樣本的已知狀態(tài)。
[0087]圖11示意性且示范性示出了對(duì)應(yīng)的分類范例。能夠通過(guò)針對(duì)y > O和X < O進(jìn)行檢查，對(duì)所有正常樣本正確分類，其中，y表示上文參考方程(I)定義的第一度量，并且X表示上文參考方程(2)定義的另外的度量。具體而言，圖11 (其基于圖10中所示的曲線圖)示出了癌性和健康肝臟組織之間的可能分類。十字線是分類為正常的測(cè)量結(jié)果，并且圓圈表示分類為癌性的樣本。所有正常樣本都在右下象限中，而幾乎所有的癌性樣本都在其外部。有一些似乎被這種簡(jiǎn)單方法錯(cuò)誤地分類的癌性樣本，但這可能指示本來(lái)為癌性樣本中幾片健康組織。即使考慮這些錯(cuò)誤分類，總體的分類結(jié)果仍然非常好。在本范例中，即使一些測(cè)量結(jié)果噪聲嚴(yán)重，結(jié)果也是這樣。在這一實(shí)施例中，因此組織狀態(tài)確定單元能夠適于基于度量X和y和分配確定組織狀態(tài)為:a)健康的，如果y≥O且x≤0，以及b)癌性的，其他情況。
[0088]在上述范例中，已經(jīng)相對(duì)于肝臟組織的狀態(tài)的確定描述了檢測(cè)裝置的工作。在以下范例中，將相對(duì)于腎臟組織的狀態(tài)的確定，具體而言，相對(duì)于健康人腎臟組織和癌性人腎臟組織之間的區(qū)分，示范性描述檢測(cè)裝置的工作。
[0089]與肝臟腫瘤不同，腎臟腫瘤包含熒光團(tuán)Fl (很可能是血卟啉)，其具有在635nm處的非常銳利的峰。健康的肝臟包含不同的未識(shí)別類型的卟啉(F2)，其具有在620nm處的主峰。能夠使用這些發(fā)射波長(zhǎng)在健康和癌性人腎臟之間進(jìn)行區(qū)分。
[0090]圖12示范性示出了在人腎臟樣本上測(cè)量的600nm到670nm的樣本突光譜。實(shí)線曲線是在分類為正常，即健康的位置測(cè)量的，虛線曲線是在分類為腫瘤的位置測(cè)量的，并且點(diǎn)線曲線是在分類為壞死的位置測(cè)量的。虛線垂直線條位于620nm和635nm處，并指示第一發(fā)射波長(zhǎng)和第二發(fā)射波長(zhǎng)。對(duì)曲線進(jìn)行縮放，使得對(duì)于所有的熒光譜，600nm處的熒光強(qiáng)度I為一。大多數(shù)譜在600nm到670nm的譜范圍中示出至少一個(gè)顯而易見(jiàn)的凸起。對(duì)于正常譜而言，這個(gè)峰的最大值在620nm附近,而對(duì)于大部分腫瘤和壞死譜而言,譜的最大值在大約635nm處。具有在620nm處的凸起的孤立壞死樣本被假定為由錯(cuò)誤分類導(dǎo)致。然而，有一些光譜未示出可見(jiàn)的峰。微分單元4因此生成樣本熒光譜的一階導(dǎo)數(shù)，該導(dǎo)數(shù)在圖13中示出。
[0091]在圖13中，垂直虛線條在615nm、629nm、631nm和640nm處。在這一實(shí)施例中，組織狀態(tài)確定單元5適于根據(jù)如下方程確定第一度量V:
[0092]V = D (620nm_5nm)-D (620nm+llnm)。(3)
[0093]此外，在這一實(shí)施例中，組織狀態(tài)確定單元5還適于根據(jù)以下方程確定第二度量:
[0094]w = D (635nm_6nm) -D (635nm+5nm)。(4)
[0095]如果如上文參考方程(2)到(4)示范性所述那樣，僅在特定波長(zhǎng)處需要一階導(dǎo)數(shù)，則熒光譜可以僅包括特定波長(zhǎng)處的一些熒光強(qiáng)度值，這足以確定如確定度量所需的一階導(dǎo)數(shù)的值，所述度量是組織的狀態(tài)的確定所基于的。例如，如果度量基于具體而言在相對(duì)窄的波長(zhǎng)區(qū)域之內(nèi)的兩個(gè)波長(zhǎng)處的一階導(dǎo)數(shù)的兩個(gè)值，那么三個(gè)波長(zhǎng)處的三個(gè)熒光強(qiáng)度值能夠是足夠的，其中，第一波長(zhǎng)小于這樣的波長(zhǎng):在該波長(zhǎng)處需要一階導(dǎo)數(shù)，第二波長(zhǎng)在這樣的波長(zhǎng)之間:在該波長(zhǎng)處需要一階導(dǎo)數(shù)，第三波長(zhǎng)大于這樣的波長(zhǎng):在該波長(zhǎng)處需要一階導(dǎo)數(shù)。因此，熒光譜可以是在三個(gè)或更多波長(zhǎng)處的具有熒光強(qiáng)度值的離散譜。不同波長(zhǎng)之間的間隙優(yōu)選小于10nm。
[0096]圖14示出了腎臟組織樣本的V和w值的繪圖。在圖14中，十字線指示被分類為健康的測(cè)量結(jié)果，圓圈指示被分類為腫瘤的測(cè)量結(jié)果，并且正方形指示被分類為壞死的測(cè)量結(jié)果。一個(gè)例外被認(rèn)為是由錯(cuò)誤分類導(dǎo)致的，所有健康組織都在圖14中的右下角，而一起定義腎臟組織樣本在癌性狀態(tài)中的所有壞死和腫瘤組織在左上角。在本范例中，組織狀態(tài)確定單元5因此能夠適于基于第一度量和第二度量并基于分配來(lái)確定組織的狀態(tài)，其定義:如果w〈0且v>-0.005，則組織為健康的，否則為由壞死和腫瘤組織構(gòu)成的組所定義的癌性。
[0097]再次參考圖1，激勵(lì)光源優(yōu)選還適于經(jīng)由光纖28利用組織類型檢測(cè)光來(lái)照射組織，并且發(fā)射光檢測(cè)器3優(yōu)選還適于經(jīng)由光纖23檢測(cè)來(lái)自組織的組織類型檢測(cè)光。在這一實(shí)施例中，激勵(lì)光源2因此具有至少兩個(gè)功能，即利用組織類型檢測(cè)光來(lái)照射組織，以便檢測(cè)照射哪個(gè)組織，即哪種組織，以及利用激勵(lì)光照射組織，以允許組織發(fā)射熒光，所述熒光能夠用于確定組織的狀態(tài)。激勵(lì)光源2因此還能夠被視為組織類型檢測(cè)光源，并且激勵(lì)光源2和光纖28的組合能夠被視為組織類型檢測(cè)照射單元。在其他實(shí)施例中，激勵(lì)光照射單元和組織類型檢測(cè)照射單元還能夠包括獨(dú)立的光源，所述獨(dú)立的光源分別用于提供激勵(lì)光和組織類型檢測(cè)光。[0098]激勵(lì)光源2例如包括具有諸如光柵的波長(zhǎng)選擇器件的白光源，其中，為了激勵(lì)組織，所述波長(zhǎng)選擇器件能夠用于提供具有期望激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光，其中，為了提供組織類型檢測(cè)光，白光能夠用于執(zhí)行例如漫反射光譜測(cè)定法(DRS)。在另一實(shí)施例中，還能夠使用兩個(gè)光源，其中，一個(gè)光源，例如激光器提供激勵(lì)光，而另一個(gè)光源，像白光源，提供組織類型檢測(cè)光。
[0099]由于在這一實(shí)施例中，發(fā)射光檢測(cè)器3適于還檢測(cè)來(lái)自組織的組織類型檢測(cè)光，所以發(fā)射光檢測(cè)器3還能夠被視為組織類型檢測(cè)光檢測(cè)器，其中，能夠?qū)l(fā)射光檢測(cè)器3和光纖23的組合視為組織類型檢測(cè)光檢測(cè)單元。在其他實(shí)施例中，發(fā)射光檢測(cè)單元和組織類型檢測(cè)光檢測(cè)單元能夠是包括不同檢測(cè)器的不同單元。
[0100]具體而言，發(fā)射光檢測(cè)器能夠包括可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍中的光譜儀，其用于測(cè)量熒光譜和例如DRS譜。在另一實(shí)施例中，為了測(cè)量熒光譜，能夠使用可工作于600至700nm波長(zhǎng)范圍中的譜儀，并且為了測(cè)量例如DRS譜，能夠使用可工作于近紅外波長(zhǎng)區(qū)域中的額外的譜儀。
[0101]例如，在Adrien E.Desjardins 等人的文章 “Epidural needle with embeddedoptical fibers for spectroscopic differentiation of tissue:ex vivo feasibilitystudy ^(Biomedical Optics Express,第 2 卷第 6 號(hào),第 1453-1461 頁(yè)(2011))中公開(kāi)了使用DRS檢測(cè)組織類型，在此通過(guò)引用將其并入本文。[0102]檢測(cè)裝置30還包括組織類型提供單元11，組織類型提供單元11用于根據(jù)檢測(cè)的組織類型檢測(cè)光來(lái)檢測(cè)待確定狀態(tài)的組織，即檢測(cè)組織的類型，例如，組織是腎臟組織還是肝臟組織。具體而言，組織類型檢測(cè)光檢測(cè)單元適于生成組織類型檢測(cè)譜，其中，組織類型提供單元11適于將實(shí)測(cè)的組織類型檢測(cè)譜與存儲(chǔ)的不同組織類型的已知譜進(jìn)行比較，以便確定實(shí)際組織類型。優(yōu)選地，將實(shí)際測(cè)量的組織類型檢測(cè)光譜的特性，像峰值波長(zhǎng)與存儲(chǔ)的分配給不同組織類型的峰值波長(zhǎng)對(duì)比，以便確定要確定狀態(tài)的組織的實(shí)際類型。
[0103]組織狀態(tài)確定單元5優(yōu)選適于基于檢測(cè)的組織類型來(lái)確定必須要向熒光譜的導(dǎo)數(shù)應(yīng)用哪個(gè)第一度量和哪個(gè)任選的另外的度量。因此，組織狀態(tài)確定單元5能夠包括存儲(chǔ)單元，其中，向不同類型的組織分配第一度量和任選的另外的度量，其中，基于實(shí)際確定的組織類型確定要在實(shí)際測(cè)量中應(yīng)用的第一度量和任選的另外的度量。因此，相同的檢測(cè)裝置30能夠用于確定不同類型組織的狀態(tài)。
[0104]再次參考圖2，陰極頂端20的電極帽27經(jīng)由像導(dǎo)線29的電連接與電壓源13連接，以便在組織是癌性狀態(tài)時(shí)向組織施加電能。例如，電壓源13、電連接29和電極帽27能夠適于執(zhí)行射頻消融，以消融癌性組織。電壓源13、電連接29和電極帽27形成組織修改單元，以通過(guò)向組織施加能量來(lái)修改組織。能量施加裝置I還包括控制單元50,以控制能量施加裝置I的不同單元。控制單元50能夠適于根據(jù)所確定的組織的狀態(tài)來(lái)控制電壓源
13。例如，控制單元50能夠適于控制電壓源13，使得僅在已經(jīng)確定組織為癌性時(shí)才向組織施加電能。
[0105]在另一實(shí)施例中，能夠使用針替代導(dǎo)管。例如，能夠使用圖15中示意性且示范性示出的具有頂端的針201。
[0106]針201包括光纖223、228，以利用組織類型檢測(cè)光和激勵(lì)光照射組織，并接收從組織吸收、散射和/或反射的組織類型檢測(cè)光和從組織發(fā)射的熒光。此外，能夠使用光纖223、228或額外的光纖中的至少一個(gè)向組織施加修改光以修改組織。例如，能夠向組織施加修改光，以執(zhí)行光力學(xué)治療，其中，例如將卟啉或另一種熒光團(tuán)用作光敏劑。在這種情況下，替代電壓源13，使用了修改光源，像激光器，以提供修改光，修改光經(jīng)由針201被輸送給組織。用于向組織輸送修改光的針的光纖以及修改光源形成用于修改組織的組織修改單元。
[0107]檢測(cè)裝置30還包括具有X射線源16和X射線探測(cè)器17的X射線熒光透視系統(tǒng)19。X射線源16發(fā)射橫貫人9中導(dǎo)管頂端20所在的部分的X射線束31。由X射線探測(cè)器17探測(cè)已經(jīng)橫貫人9的X射線束。X射線探測(cè)器17根據(jù)探測(cè)的X射線束生成電信號(hào)，并且所述電信號(hào)由熒光透視控制單元18用于生成X射線投影圖像。熒光透視控制單元18還適于控制X射線源16和X射線探測(cè)器17。X射線源16和X射線探測(cè)器17能夠適于繞人9旋轉(zhuǎn)，以允許X射線熒光透視系統(tǒng)19在不同方向中生成X射線投影圖像。X射線熒光透視系統(tǒng)19例如是計(jì)算機(jī)斷層攝影熒光透視系統(tǒng)或C臂熒光透視系統(tǒng)。例如，能夠經(jīng)由控制單元50向檢測(cè)裝置30的顯示單元15提供所生成的熒光透視圖像。
[0108]例如，能夠?qū)晒馔敢晥D像用于導(dǎo)航的目的。例如，能夠通過(guò)使用導(dǎo)航單元14導(dǎo)航導(dǎo)管頂端20，同時(shí)能夠基于熒光透視圖像確定導(dǎo)管頂端20在人9之內(nèi)的位置。在其他實(shí)施例中，能夠使用用于在人9之內(nèi)定位導(dǎo)管頂端20的其他器件。例如，能夠?yàn)閷?dǎo)管頂端20提供位置傳感器，其允許確定導(dǎo)管頂端20在人9之內(nèi)的位置。
[0109]導(dǎo)航單元14適于允許將導(dǎo)管8，具體而言，導(dǎo)管頂端20導(dǎo)航到人9之內(nèi)的期望位置。導(dǎo)航單元14能夠適于允許用戶根據(jù)導(dǎo)管頂端20的所確定的位置以及優(yōu)選地根據(jù)導(dǎo)管頂端20的取向來(lái)完全徒手或半自動(dòng)地導(dǎo)航導(dǎo)管8。導(dǎo)管8包括內(nèi)置的引導(dǎo)器件(圖1中未示出)，其能夠由導(dǎo)航單元14控制。例如，能夠利用操控線來(lái)操控并導(dǎo)航導(dǎo)管8，以便將導(dǎo)管頂端20引導(dǎo)到人9之內(nèi)的期望位置。
[0110]能夠?qū)⑸衔膮⒖紙D1描述的能量施加裝置I視為檢測(cè)裝置和組織修改單元的組合?；蛘?，能夠?qū)⑵湟暈榫哂屑傻慕M織修改器件的檢測(cè)裝置。例如，能夠?qū)⒔M織修改單元視為由電壓源13、電連接29和電極帽27形成，其中，能夠?qū)D1中所示的其他元件視為檢測(cè)裝置的元件。
[0111]在下文中，將參考圖16中所示的流程圖示范性描述用于向組織施加能量的能量施加方法的實(shí)施例。
[0112]在步驟101中，通過(guò)使用導(dǎo)航單元14，基于熒光透視系統(tǒng)19提供的熒光透視圖像，將導(dǎo)管8的導(dǎo)管頂端20導(dǎo)航到人9之內(nèi)的期望位置。例如，能夠?qū)?dǎo)管頂端導(dǎo)航到肝臟或腎臟。
[0113]在步驟102中，由組織類型檢測(cè)光照射人9之內(nèi)的導(dǎo)管頂端20處的組織21，其中，之后檢測(cè)來(lái)自組織21的組織類型檢測(cè)光以生成組織類型檢測(cè)譜。在步驟103中，組織類型提供單元11根據(jù)組織類型檢測(cè)譜，確定組織的類型，例如，該類型是腎臟組織還是肝臟組織。
[0114]在步驟104中，由激勵(lì)光照射組織，其中，激勵(lì)光的波長(zhǎng)能夠取決于所確定的組織類型。在步驟105中，檢測(cè)從組織發(fā)射的光，即熒光，并在600nm到700nm的波長(zhǎng)范圍上生成熒光譜。在步驟106中，微分單元4生成熒光譜的一階導(dǎo)數(shù)，并且在步驟107中，組織狀態(tài)確定單元5基于一階導(dǎo)數(shù)確定組織的狀態(tài)。具體而言，基于熒光譜確定第一度量和任選的另外的度量，并基于第一度量和任選的另外的度量確定組織的狀態(tài)。具體而言，第一度量和任選的另外的度量能夠取決于熒光譜在特定波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)的值，其中，能夠由組織狀態(tài)確定單元5根據(jù)檢測(cè)的組織類型提供各自的度量。在這一實(shí)施例中，組織狀態(tài)確定單元5確定組織21是否是癌性的。
[0115]在步驟108中，如果在步驟107中已經(jīng)確定組織21是癌性的，那么通過(guò)向組織21施加能量來(lái)修改組織21。具體而言，如果已經(jīng)確定組織是癌性的，那么經(jīng)由電壓源13、電連接29和電極帽27，執(zhí)行射頻消融程序，以消融組織21。
[0116]如果使用圖15中所示的針代替導(dǎo)管，則在步驟108中，如果已經(jīng)確定組織21是癌性的，那么能夠利用修改光來(lái)照射組織21以執(zhí)行光力學(xué)治療，其中，例如，組織的像卟啉的熒光團(tuán)能夠充當(dāng)光敏劑。
[0117]在上述用于向組織施加能量的能量施加方法的實(shí)施例中，組織類型的確定是任選的。因此，步驟102和103，以及根據(jù)所確定的組織類型提供度量(其為狀態(tài)的確定所基于的)是任選的。例如，基于熒光透視圖像或另一種定位技術(shù)，能夠知道導(dǎo)管頂端20位于人9的哪個(gè)部分中，從而知道導(dǎo)管頂端20前方是哪種組織，并且檢測(cè)裝置能夠適于確定已知類型的組織的狀態(tài)。具體而言，檢測(cè)裝置能夠適于檢測(cè)僅單種類型的組織的狀態(tài)，即，檢測(cè)裝置能夠適于確定肝臟組織或腎臟組織或僅另一種類型組織的狀態(tài)。
[0118] 步驟102到106能夠被視為用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)方法的步驟，其中，如上所述，組織類型的確定是任選的，即步驟102和103，以及根據(jù)所確定的組織類型提供度量(其為狀態(tài)的確定所基于的)是任選的。
[0119]熒光是由吸收了不同波長(zhǎng)的光的物質(zhì)(稱為熒光團(tuán))發(fā)射的光。生物組織包含許多不同的固有熒光團(tuán)，像膠原、彈性蛋白、黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸水合物(NADH)、色氨酸和卟啉。這些熒光團(tuán)的濃度以及其隨時(shí)間的變化能夠產(chǎn)生關(guān)于組織狀態(tài)的重要信息。例如，NADH和FAD濃度的變化(因此熒光的變化)直接與細(xì)胞的代謝過(guò)程的變化相關(guān)，而膠原和彈性蛋白濃度的變化指示組織結(jié)構(gòu)的變化。
[0120]因此能夠使用熒光譜測(cè)定法在不同類型的組織之間或健康和異常組織之間進(jìn)行區(qū)分。這與其他光學(xué)分光技術(shù)(像漫反射光譜測(cè)定法(DRS)或拉曼光譜測(cè)定法)互補(bǔ)。通常，不單獨(dú)使用熒光譜測(cè)定法，而是與其他光學(xué)技術(shù)結(jié)合，以提高特異性和靈敏度。然而，利用已知的裝置和方法，從熒光譜確定單一熒光團(tuán)的濃度是困難的，且常常是不準(zhǔn)確的。
[0121]每個(gè)熒光團(tuán)都具有特性熒光譜，即，其在特性波長(zhǎng)范圍處吸收和發(fā)射光。通過(guò)將實(shí)測(cè)譜與個(gè)體熒光團(tuán)的譜進(jìn)行比較或?qū)?shí)測(cè)譜擬合到個(gè)體熒光團(tuán)的譜，能夠獲得關(guān)于這些熒光團(tuán)在組織中的濃度的信息。然而，由于多個(gè)問(wèn)題，這不是簡(jiǎn)單直接的。
[0122]首先，實(shí)測(cè)熒光譜將被散射和吸收在激勵(lì)和發(fā)射波長(zhǎng)處強(qiáng)烈扭曲。因此，實(shí)際實(shí)測(cè)的熒光譜將常常顯得與個(gè)體熒光團(tuán)的譜的疊加完全不同。作為范例，圖7示出了人肝臟中實(shí)測(cè)熒光譜和本征熒光譜之間的差。
[0123]因此，通常僅在使用校正技術(shù)補(bǔ)償散射和吸收的效應(yīng)并重建組織的本征熒光譜的情況下，才能夠獲得關(guān)于熒光團(tuán)濃度的定量信息。本征熒光是僅由熒光團(tuán)在沒(méi)有吸收和散射的影響下導(dǎo)致的熒光。
[0124]盡管已經(jīng)開(kāi)發(fā)了眾多技術(shù)來(lái)恢復(fù)本征熒光，例如，在R.S.Bradley等人的文章“Areview of attenuation correction techniques for tissue fluorescence，， (Journalof the Royal Society Interface,第3卷,第1-13頁(yè)(2006))中公開(kāi)的，但這些技術(shù)通常需要額外的測(cè)量，通常是漫反射率測(cè)量或以不同幾何結(jié)構(gòu)測(cè)量的第二熒光譜，并且需要很大的計(jì)算能力。此外，用于確定本征熒光譜的各種技術(shù)常常不一致，這引入了大量的誤差。
[0125]在現(xiàn)有技術(shù)中，一旦已經(jīng)確定了本征熒光譜，就能夠?qū)⑵鋽M合為個(gè)體熒光團(tuán)的發(fā)射譜的疊加。然而，這受到兩個(gè)另外的問(wèn)題的妨礙。一個(gè)問(wèn)題是最主要的熒光團(tuán)的發(fā)射譜非常寬，缺乏界定性特性，具體而言，它們基本是高斯形狀的。這允許熒光團(tuán)的完全不同的組合以產(chǎn)生幾乎等同的疊加譜。
[0126]此外，組織中大部分熒光團(tuán)的發(fā)射譜不是已知的，這使得現(xiàn)有技術(shù)中的情形更加寶貴。相反，一般使用在特定溶劑中測(cè)量的物質(zhì)的譜。但是，不同溶劑中相同熒光團(tuán)的譜彼此不同，并且與組織中相同熒光團(tuán)的譜不同。實(shí)際上，相同熒光團(tuán)在不同組織類型中可能呈現(xiàn)出不同的發(fā)射譜，因?yàn)榛瘜W(xué)環(huán)境可能會(huì)顯著不同。為了調(diào)解更困難的情形，能夠?qū)⒃S多熒光團(tuán)分成幾個(gè)子類型，例如，對(duì)于膠原，至少有29種子類型是已知的。最后但同樣重要的，常常在從動(dòng)物主體中隔離的熒光團(tuán)上測(cè)量參考譜，這些熒光團(tuán)可能與人組織中的熒光團(tuán)等同或不同。
[0127]這些不確定性的結(jié)果是，文獻(xiàn)源甚至對(duì)于擬合給定器官的熒光曲線所需的熒光團(tuán)的數(shù)量都強(qiáng)烈不一致。根據(jù)實(shí)測(cè)譜準(zhǔn)確地確定個(gè)體熒光團(tuán)的濃度非常困難，并且涉及大量的推測(cè)。
[0128]上文參考圖1描述的檢測(cè)裝置允許僅僅基于熒光譜區(qū)分健康組織與癌性組織。能夠?qū)?duì)應(yīng)的區(qū)分方法應(yīng)用于原始測(cè)量數(shù)據(jù)，即，不必計(jì)算本征熒光譜。此外，該區(qū)分方法未必需要關(guān)于個(gè)體熒光團(tuán)的譜的先驗(yàn)知識(shí)，因?yàn)槠洳⒉粫?huì)嘗試確定個(gè)體熒光團(tuán)的濃度。
[0129]檢測(cè)裝置優(yōu)選適于在位于強(qiáng)吸收峰外部的波長(zhǎng)范圍中測(cè)量組織的熒光譜。具體而言，優(yōu)選在從600nm到700nm的波長(zhǎng)范圍中測(cè)量熒光譜。之后，對(duì)這一譜進(jìn)行區(qū)分，以確定該譜的導(dǎo)數(shù)。
[0130]檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法優(yōu)選使用如下假設(shè):在第一狀態(tài)中，組織包括第一熒光團(tuán)F1，并且在第二狀態(tài)中，組織包括第二熒光團(tuán)F2。兩種熒光團(tuán)包括位于強(qiáng)吸收峰外部的波長(zhǎng)范圍中的至少一個(gè)尖銳發(fā)射峰，以利用激勵(lì)光進(jìn)行激勵(lì)。優(yōu)選利用相同的的波長(zhǎng)激勵(lì)兩個(gè)熒光團(tuán)。如果發(fā)射峰的半峰寬(FWHM)小于50nm，則認(rèn)為其是銳利的。進(jìn)一步假設(shè)，不同熒光團(tuán)的發(fā)射峰的峰值波長(zhǎng)顯著不同，其中，假設(shè)如果兩個(gè)峰的峰值波長(zhǎng)相差至少IOnm或至少其FWHM的四分之一，則兩個(gè)峰具有顯著不同的峰值波長(zhǎng)。如果組織在第一狀態(tài)中，必須要知道熒光團(tuán)Fl在組織中累積，并且如果組織在第二狀態(tài)中，必須要知道熒光團(tuán)F2在組織中積累。這樣的熒光團(tuán)對(duì)在許多相關(guān)的組織狀態(tài)對(duì)中自然出現(xiàn)，例如，在健康和癌性肝臟組織或在健康和癌性腎臟組織中。如果未自然出現(xiàn)適當(dāng)?shù)臒晒鈭F(tuán)或希望有更高的對(duì)比度，例如，能夠通過(guò)注射、攝取等提供熒光團(tuán)。
[0131]再次參考圖1，檢測(cè)裝置30能夠被視為包括由具有導(dǎo)管頂端20的導(dǎo)管8形成的探頭7以及控制臺(tái)45，控制臺(tái)45包括檢測(cè)裝置的幾個(gè)單元，例如光源和檢測(cè)器。發(fā)射光檢測(cè)器是波長(zhǎng)選擇性檢測(cè)器，具體而言，是譜儀，以便區(qū)分組織之內(nèi)的多個(gè)熒光實(shí)體，從而，區(qū)分對(duì)應(yīng)的組織的可能狀態(tài)。激勵(lì)光源例如是激光器，像半導(dǎo)體激光器、發(fā)光二極管、諸如濾波汞燈的濾波光源等。
[0132] 通常，激勵(lì)光源發(fā)射的激勵(lì)光的波長(zhǎng)短于待檢測(cè)的熒光的波長(zhǎng)范圍。優(yōu)選地，激勵(lì)光檢測(cè)器包括濾波器，所述濾波器用于過(guò)濾掉激勵(lì)光，以便避免激勵(lì)光可能使發(fā)射光檢測(cè)器過(guò)載。
[0133]盡管在上文參考圖1和2描述的實(shí)施例中，探頭是導(dǎo)管，其中，使用光纖將光從控制臺(tái)傳輸?shù)浇M織，并從組織傳輸回控制臺(tái)，但在其他實(shí)施例中，探頭能夠具有另一種探頭配置，其中，這種其他探頭配置能夠被布置于導(dǎo)管或例如自由空間之內(nèi)，以便確定人外表面上組織的狀態(tài)或以便確定已經(jīng)與人分離的組織樣本的狀態(tài)。圖17到22示出了幾種可能的探頭配直。
[0134]圖17中示意性且示范性示出的探頭配置使用第一光纖60將光從光源傳輸?shù)浇M織62，并使用另一光纖61從組織62收集光并將收集的光傳輸?shù)綑z測(cè)器。圖17中所示的探頭配置因此包括獨(dú)立的能夠用于激勵(lì)和檢測(cè)的光纖，其中，這些光纖可以與組織表面接觸或當(dāng)被并入諸如針的尖銳探頭中時(shí)可以穿透組織。
[0135]圖18示意性且示范性示出了另一種探頭配置，包括用于將光源的光引導(dǎo)到光纖分束器63的第一光纖60，用于將光進(jìn)一步引導(dǎo)離開(kāi)光纖分束器63到達(dá)組織62并從組織62收集光(該光之后被傳輸回光纖分束器63)的第二光纖64，以及用于將收集的光從光纖分束器63引導(dǎo)到控制臺(tái)中的檢測(cè)器的第三光纖61。同樣在圖18中所示的探頭配置中，光纖64可以接觸，具體而言，穿透組織62。
[0136]圖19示意性和且示范性示出了探頭配置的另一實(shí)施例，與圖18所示的實(shí)施例不同之處在于，透鏡65用于對(duì)組織62上的光纖64的頂端成像。圖19中所示的探頭配置因此允許組織的狀態(tài)的無(wú)接觸確定。
[0137]圖20到22中所示的探頭配置使用自由空間光學(xué)器件將光從光源引導(dǎo)到組織，并從組織收集光，所述光之后被引導(dǎo)到檢測(cè)器。
[0138]圖20中示意性且示范性示出的探頭配置提供了:第一光路，所述第一光路用于將光從光源，通過(guò)第一光纖60,并且之后經(jīng)由第一透鏡65、分束器66和第二透鏡70引導(dǎo)到組織62 ;以及第二光路，所述第二光路用于將光從組織62，經(jīng)由第二透鏡70、分束器66、第三透鏡65和第二光纖61引導(dǎo)到控制臺(tái)中的檢測(cè)器。由于分束器66的原因，兩條光路基本是分離的。分束器66例如能夠是平板分束器或分束器立方體。
[0139]在圖21中示意性且示范性示出的探頭配置中，替代分束器66，使用小鏡子67和對(duì)應(yīng)的小透鏡66將第一光路與第二光路基本分離。具體而言，鏡子67和小透鏡66的直徑小于第二光路的擴(kuò)展束的直徑。
[0140]圖22示意性且示范性示出了另一種可能的探頭配置。在這種探頭配置中，將來(lái)自光源(優(yōu)選位于控制臺(tái)中)的光經(jīng)由第一光纖60、第一較小透鏡72和第二較大透鏡68引導(dǎo)到組織62，由此提供第一光路。用于從樣本62收集光并將收集的光引導(dǎo)回檢測(cè)器的第二光路由較大透鏡68、另一較小透鏡73和第二光纖61界定。在這種配置中，第一光路和第二光路保持物理分離，并僅在測(cè)量點(diǎn)處交疊。
[0141]圖中未明確示出的光學(xué)濾波器能夠被提供在用于照射組織的光路中和/或用于將光從組織傳輸?shù)綑z測(cè)器的光路 中。例如，能夠使用照射濾波器，所述照射濾波器改善了照射光的譜純度。例如，如果應(yīng)當(dāng)由具有一個(gè)或幾個(gè)特定激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光照射組織，則能夠使用照射濾波器過(guò)濾掉波長(zhǎng)與所述一個(gè)或幾個(gè)激勵(lì)波長(zhǎng)不同的光。例如，能夠?qū)⑦@樣的照射濾波器布置于分束設(shè)備和光源之間。能夠在分束設(shè)備和檢測(cè)器之間插入檢測(cè)濾波器，以便例如衰減不應(yīng)被檢測(cè)到的不希望有的光，像激勵(lì)光，以防止檢測(cè)器過(guò)載。還能夠在分束設(shè)備自身中并入濾波功能。例如，圖20中所示的分束器66能夠是分色分束器，其反射激勵(lì)波長(zhǎng)范圍，但透射待檢測(cè)的熒光的波長(zhǎng)范圍。
[0142]盡管在上述實(shí)施例中，基于譜測(cè)量確定組織類型，但也能夠通過(guò)另一種方式確定組織類型。例如，能夠使用指示探頭在人體內(nèi)位置的熒光透視圖像或其他定位信息確定探頭在人體內(nèi)的位置，其中，基于人體內(nèi)的位置，能夠確定哪種組織位于探頭頂端處。例如，組織類型提供單元能夠包括人的模型，其描述在人體內(nèi)的哪些位置有哪些組織類型，其中，能夠?qū)⒃撃Ｐ团c人的實(shí)際圖像，例如人的熒光透視圖像配準(zhǔn)，其中，組織類型提供單元能夠基于探頭頂端的實(shí)際位置和配準(zhǔn)的模型來(lái)確定實(shí)際的組織類型。
[0143]盡管在上述實(shí)施例中，提到了特定組織類型，但所述檢測(cè)裝置和所述能量施加裝置也能夠適于確定另一類型的組織的狀態(tài)。例如，所述檢測(cè)裝置和所述能量施加裝置能夠適于確定宮頸組織或肺組織的狀態(tài)，具體而言，確定宮頸組織或肺組織是否是癌性的。
[0144]通過(guò)研究附圖、說(shuō)明書和權(quán)利要求書，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實(shí)施請(qǐng)求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)能夠理解和實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)實(shí)施例的其他變型。
[0145]在權(quán)利要求中，“包括” 一詞不排除其他元件或步驟，量詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。
[0146]單個(gè)單元或設(shè)備可以完成權(quán)利要求中記載的幾個(gè)項(xiàng)目的功能。在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載特定措施并不表示不能有利地使用這些措施的組合。
[0147]能夠由任何其他數(shù)量的單元或設(shè)備執(zhí)行由一個(gè)或幾個(gè)單元或設(shè)備執(zhí)行的確定，像確定譜的導(dǎo)數(shù)、組織的狀態(tài)、組織類型等。能夠?qū)⒋_定、和/或根據(jù)能量施加方法的對(duì)能量施加裝置的控制、和/或根據(jù)檢測(cè)方法的對(duì)檢測(cè)裝置的控制實(shí)施為計(jì)算機(jī)程序的程序代碼段和/或?qū)Ｓ糜布?br> [0148]計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)/分布在適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)上，所述介質(zhì)例如是與其他硬件一起供應(yīng)或作為其他硬件一部分供應(yīng)的光存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但計(jì)算機(jī)程序也可以以其他形式分布，例如經(jīng)由因特網(wǎng)或者其他有線或無(wú)線的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。
[0149]權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不得被解釋為對(duì)范圍的限制。
[0150]本發(fā)明涉及一種用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)裝置。所述檢測(cè)裝置包括:熒光譜提供單元，所述熒光譜提供單元用于提供所述組織的熒光譜；微分單元，所述微分單元用于生成所述熒光譜的導(dǎo)數(shù)；以及組織狀態(tài)確定單元，所述組織狀態(tài)確定單元用于根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)來(lái)確定所述組織的狀態(tài)。這樣，即使在所述熒光譜中幾乎看不到或根本看不到與所述組織的狀態(tài)相關(guān)的特征，也允許確定所述組織的狀態(tài)。因此能夠提高確定所述組織的狀態(tài)的可靠性，所述組織的狀態(tài)為，例如所述組織是否是癌性的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置(30)包括: -熒光譜提供單元(2、3、23、28)，其用于提供所述組織(21)的熒光譜， -微分單元(4)，其用于生成所述熒光譜的導(dǎo)數(shù)， -組織狀態(tài)確定單元(5)，其用于根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)來(lái)確定所述組織的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其中，所述組織狀態(tài)確定單元(5)適于基于僅在600nm到700nm的波長(zhǎng)范圍中的導(dǎo)數(shù)來(lái)確定所述組織的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其中，所述組織狀態(tài)確定單元(5)適于確定所述組織處于第一狀態(tài)還是處于第二狀態(tài)，其中，所述第一狀態(tài)與第一波長(zhǎng)相關(guān)，并且所述第二狀態(tài)與第二波長(zhǎng)相關(guān)，其中，所述組織狀態(tài)確定單元(5)適于基于第一度量來(lái)確定所述組織包括所述第一狀態(tài)還是包括所述第二狀態(tài)，所述第一度量取決于在所述第一波長(zhǎng)附近的第一波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)以及在所述第二波長(zhǎng)附近的第二波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)裝置，其中，所述組織狀態(tài)確定單元(5)適于基于如下中的至少一項(xiàng)來(lái)確定所述第一度量:i)a)小于所述第一波長(zhǎng)且處在所述第一波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)與b)大于所述第一波長(zhǎng)且處在所述第一波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)之間的第一差，i i)a)小于所述第二波長(zhǎng)且處在所述第二波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)與b)大于所述第二波長(zhǎng)且處在所述第二波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)之間的第二差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測(cè)裝置，其中，所述第一波長(zhǎng)在630nm到640nm的范圍之內(nèi)，并且所述第二波長(zhǎng)在620nm到630nm的范圍之內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)裝置，其中，所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)中的至少一個(gè)與另外的波長(zhǎng)相關(guān)，其中，所述組織狀態(tài)確定單元(5)適于基于所述第一度量和另外的度量來(lái)確定所述組織包括所述第一狀態(tài)還是包括所述第二狀態(tài)，所述另外的度量取決于所述另外的波長(zhǎng)附近的另外的波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)裝置，其中，所述組織狀態(tài)確定單元(5)適于基于a)小于各自的另外的波長(zhǎng)且處在各自的另外的波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)與b)大于各自的另外的波長(zhǎng)且處在各自的另外的波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的波長(zhǎng)處的導(dǎo)數(shù)之間的差來(lái)確定所述另外的度量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)裝置，其中，所述另外的波長(zhǎng)在675nm到685nm的范圍之內(nèi)，或在685nm到695nm的范圍之內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)裝置(30)包括組織類型提供單元(11)，所述組織類型提供單元用于提供待確定狀態(tài)的所述組織的類型，其中，所述組織狀態(tài)確定單元(5)適于根據(jù)所提供的組織類型來(lái)提供若干種預(yù)定義第一度量中的至少一個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測(cè)裝置，其中，所述檢測(cè)裝置(30)包括:組織類型檢測(cè)照射單元(2、28)，所述組織類型檢測(cè)照射單元用于利用組織類型檢測(cè)光來(lái)照射所述組織；以及組織類型檢測(cè)光檢測(cè)單元(3、23)，所述組織類型檢測(cè)光檢測(cè)單元用于檢測(cè)來(lái)自所述組織的組織類型檢測(cè)光，其中，所述組織類型提供單元(11)適于根據(jù)所檢測(cè)的組織類型檢測(cè)光來(lái)檢測(cè)所述組織的類型。
11.一種用于向組織施加能量的能量施加裝置，所述能量施加裝置(I)包括: -根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)裝置(30)，以及-組織修改單元(13、27、29)，其用于根據(jù)所確定的狀態(tài)，通過(guò)向所述組織施加能量來(lái)修改所述組織。
12.一種用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括: -提供所述組織的熒光譜， -生成所述熒光譜的導(dǎo)數(shù)， -根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)來(lái)確定所述組織的狀態(tài)。
13.一種用于向組織施加能量的能量施加方法，所述能量施加方法包括: -如權(quán)利要求12所述地確定組織的狀態(tài)，并且 -根據(jù)所確定的狀態(tài)通過(guò)向所述組織施加能量來(lái)修改所述組織。
14.一種用于確定組織的狀態(tài)的檢測(cè)計(jì)算機(jī)程序，所述檢測(cè)計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼段，當(dāng)所述檢測(cè)計(jì)算機(jī)程序在控制根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述程序代碼段令所述檢測(cè)裝置執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求12所述的檢測(cè)方法的步驟。
15.一種用于向組織施加能量的能量施加計(jì)算機(jī)程序，所述能量施加計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼段，當(dāng)所述能量施加計(jì)算機(jī)程序在控制根據(jù)權(quán)利要求11所述的能量施加裝置的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述程序代碼段令所述能量施加裝置執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求13所述的能量施加方法的步驟。
【文檔編號(hào)】A61B5/00GK103917155SQ201280054417
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月7日
【發(fā)明者】M·米勒, B·H·W·亨德里克斯, G·W·呂卡森, J·J·L·霍里克斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司