用于表征生物组织的方法及系统技术方案

本公开内容提供了一种用于表征生物组织内或生物组织之间的目的区域的方法。所述方法包括：将探测器的至少一部分插入所述目的区域中；将电磁辐射引导至所述目的区域；以及利用所述探测器沿垂直于所述探测器之长度的方向接收来自所述目的区域的电磁辐射。此外，所述方法包括：通过所述探测器的一部分将流体引导至所述目的区域；以及对所接收的电磁辐射进行分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致上涉及用于表征生物组织的方法及系统，并且具体地涉及用于利用光学成像技术表征生物组织的方法及系统。
技术介绍
光学成像技术(例如光学相干断层扫描(OCT)或共聚焦显微术)被频繁地用于对生物组织进行成像。可以将流体引入生物组织中以利于成像。例如，在充满气体的肺的OCT成像期间，成像光束可能因为组织与气体之间折射率的差异而导致其每次在组织的区域与充满气体的区域之间透过时畸变或强烈衰减。为了减少这样的图像伪象，可以在被成像的肺叶中用流体代替气体，从而减少这样的伪影。这是已知的支气管肺泡灌洗术。在另一个实例中，可以将光透明剂(optical clearing agent)(例如甘油)引入组织中以增加OCT成像系统的图像穿透深度。在又一个实例中，可以将荧光造影剂引入组织中以增强宽场荧光显微术或共聚焦显微术期间组织的荧光。目前引入用于成像和/或测量目的之流体的方法具有显著的缺点。例如，经常需要过量的流体，不仅目的区域之外的区域暴露于流体而且将流体引导目的区域以及随后的去除是困难的。需要改进。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了用于表征生物组织内或生物组织之间的目的区域之特性的方法，所述方法包括以下步骤:将探测器(probe)的长形探测器本体的至少一部分插入目的区域中；通过长形探测器本体的流体开口将流体引导至目的区域，所述流体开口相对于长形探测器本体具有固定位置；将电磁辐射从探测器引导至目的区域，并且通过探测器接收来自目的区域的电磁辐射，所述电磁辐射从相对于长形探测器本体固定的位置并且沿垂直于长形探测器本体的方向被引导；以及对所接收的电磁辐射进行分析以表征目的区域的特性。本专利技术的实施方案具有显著的优点。因为向目的区域引导流体的步骤包括:通过长形探测器本体的流体开口引导流体，所以可以将流体基本上仅引导至目的区域的附近。此外，因为沿垂直于长形探测器本体的方向引导电磁辐射，所以有可能可以获得对应于多个维度的数据(例如通过在数据检测期间探测器的平移和/或旋转运动)。将长形探测器本体的至少一部分插入目的区域的步骤通常包括使生物组织与长形探测器本体接触。通常在目的区域中存在至少一部分所述流体时进行引导电磁辐射的步骤。在开始向所述目的区域引导流体之后和/或在引导流体的步骤完成之后多次进行引导所述电磁辐射的步骤。或者，在开始引导流体之后和/或完成引导流体之后在预定的时间段(例如小于0.0l分钟、小于0.1分钟、小于0.5分钟、小于I分钟、小于2分钟、小于5分钟或小于10分钟)期间可以连续进行引导电磁辐射的步骤。所述方法还可以包括在引导电磁辐射期间、在引导电磁辐射之前或在引导电磁辐射之后在生物组织中移动长形探测器本体。例如，可以绕长形探测器本体的轴线旋转长形探测器本体和/或沿所述轴线平移长形探测器本体。还可以在第一时间间隔和第二时间间隔期间进行引导流体的步骤，并且可以周期性重复地进行引导流体的步骤。在一个实施方案中，弓丨导流体的步骤包括沿垂直于长形探测器本体的方向引导流体。引导电磁辐射的步骤可以包括通过探测器的流体开口来引导和接收电磁辐射。可替选地，引导电磁辐射的步骤可以包括通过对于电磁辐射基本透射的部分或者通过所述长形探测器本体的另一开口来引导和接收所述电磁辐射。在任一情况下，流体开口和从其引导电磁辐射的位置可以彼此紧密邻近，例如在小于30mm、小于20mm、小于10mm、小于5mm、小于2mm、小于1mm、小于0.5mm、小于0.1mm或甚至小于0.0lmm的距离内。所述目的区域可以为体内环境区域或离体环境区域。在一个具体的实例中，目的区域为血管内区域。在另一具体的实例中，目的区域为内镜区域、或探测器与目的区域之间没有上皮层或内皮层的组织内的区域。所述方法可以包括利用任意合适的技术对目的区域成像或以其他方式获得关于目的区域的信息，例如光学相干断层扫描(OCT)成像和/或共聚焦成像和/或荧光显微术和/或多光子显微术和/或扩散光学断层扫描和/或全内反射突光显微术和/或相差显微术和/或受激发射损耗显微术和/或近场扫描光学显微术和/或微分干涉相衬显微术和/或二次谐波成像显微术和/或反射光谱法。在一个实施方案中，所述方法包括通过对目的区域内的生物组织的至少一部分成像来表征目的区域的特性。可以选择具有这样的折射率的流体，使得当流体存在时目的区域内的折射率差异改变。引导流体的步骤还可以包括对不理想(undesirable)之材料的所述目的区域进行冲洗以增加可视深度。另外地或可替选地，引导流体的步骤可以包括以使得可视深度增加的方式引导影响目的区域的另一种流体(例如血液)之光学特性的流体。此外，引导流体的步骤可以包括将光透明剂或光学造影剂引导至目的区域。引导流体的步骤还可以包括将包含染料和/或标签的流体引导至目的区域，所述染料被选择成在目的区域内的所选部分积累。在一个实例中，引导流体的步骤包括弓I导包含改变组织的光学特性之纳米颗粒的流体。这样的纳米颗粒可以被功能化以优先地结合到组织类型的子集。流体还可以包含治疗剂，所述流体一般可以为气体或液体。引导电磁辐射的步骤可以包括对目的区域的至少一部分成像以鉴定特定的目的区域。此外，将流体引导至目的区域的步骤可以包括将治疗剂引导至所鉴定的特定目的区域，并且引导电磁辐射的步骤还可以包括监测治疗剂对所鉴定的特定目的区域的效果。引导电磁辐射的步骤还可以包括多次从目的区域接收电磁辐射，并且对所接收的电磁辐射进行分析的步骤可以包括:确定在相应时间或时间间隔处所接收的电磁辐射之间的差异。所述方法还可以包括:将流体引导至目的区域中，并且此后在预定时间段内(间断地或连续地)对目的区域进行成像以检测由改变生物组织所暴露的条件所引起的变化。在一个实施方案中，所述方法包括对在目的区域内的生物组织的物理特性(例如力学特性)进行表征。例如，力学特性可以为弹性、粘性、粘弹性、耐压强度(compressivestrength)、抗张强度(tensile strength)或杨氏模量。对生物组织的力学特性进行表征可以包括对区域内的生物组织的位移进行表征，其中所述位移是由所述流体的插入引起的。引导流体的步骤可以包括多次引导流体。例如，流体输送可以是周期性地重复的并且可以是脉冲的。所述方法可以包括多次，例如以周期的间隔，对目的区域内的生物组织的力学特性进行表征。在另一实施方案中，引导流体的步骤包括将包含荧光标记之分子(例如抗体)的流体引导至目的区域，并且引导电磁辐射的步骤包括对来自目的区域的荧光辐射进行检测例如以获得所述目的区域的荧光图像。在该实施方案中，所述方法可以包括在将流体引导至目的区域之前进行成像(以检测内源或自荧光)和/或在将流体引导至目的区域期间和/或在将流体引导至目的区域之后进行成像。本专利技术的该实施方案可以提供关于在目的区域抗体的优选附着区域的信息，其可以用于表征所述目的区域的特性。此外，所述方法可以包括对在荧光辐射特性变化(例如强度的变化)期间的荧光辐射进行检测以确定特性的改变。在另一实施方案中，引导流体的步骤包括将包含纳米颗粒的流体引导至目的区域以及将电磁辐射引导至目的区域的步骤。在该实施方案中，与目的区域相比所述纳米颗粒具有较高或较低的反射率。所述方法可以包括在将流体引导至目的区域之本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于表征生物组织内或生物组织之间的目的区域之特性的方法，所述方法包括以下步骤：将探测器的长形探测器本体的至少一部分插入所述目的区域中；通过所述长形探测器本体的流体开口将流体引导至所述目的区域，所述流体开口相对于所述长形探测器本体具有固定位置；将电磁辐射由所述探测器引导至所述目的区域，并且通过所述探测器接收来自所述目的区域的电磁辐射，所述电磁辐射从相对于所述长形探测器本体固定的位置并且沿垂直于所述长形探测器本体的方向被引导；以及对所接收的电磁辐射进行分析以表征所述目的区域的特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·安斯利·麦克劳克林，布赖登·克里斯托弗·夸克，布伦丹·弗朗西斯·肯尼迪，
申请(专利权)人：西澳大利亚大学，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU