用于相干拉曼成像的活检装置制造方法及图纸

提供了用于分析生物样本的装置和系统。该装置包括从第一端延伸至第二端的中空主体。主体限定样本收集部。主体的第一端处的第一开口可操作成接收负压源，并且主体的第二端处的第二开口可操作成接收生物样本。主体还包括布置在与样本收集部对应的区域中的光学透明区域，该光学透明区域被配置成透射来自成像装置的电磁辐射，当生物样本被布置在样本收集部中时，成像装置能够通过电磁辐射对生物样本进行成像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于相干拉曼成像的活检装置政府支持本专利技术是在国立卫生研究院授予的EB017254的政府支持下完成的。政府对本专利技术享有一定的权利。相关申请的交叉引用本申请要求2015年9月25日提交的美国申请序列号62/232,633的权益和优先权。上述申请的全部公开内容通过引用合并到本文中。
本专利技术涉及用于获取和分析来自受试体的生物组织样本或活检的装置和方法。
技术介绍
该部分提供了与本公开内容有关的背景信息，其不一定是现有技术。手术切除是治疗大多数肿瘤的基石。切除范围(EOR)或者手术中移除肿瘤的百分比是一个重要的预后因素，因为大多数肿瘤复发发生在切除腔内或切除腔附近。在低级别脑癌中，最近的研究表明：EOR为至少90％的患者具有91％的8年总生存率，而EOR低于90％的患者具有60％的8年总生存率。同样地，越来越多的证据表明：在高级别胶质瘤中，更彻底的手术切除与更长的预期寿命相关联。不幸的是，在保留健康的脑组织的同时安全地最大化切除范围(即移除癌变区域)仍然是一个挑战，部分原因是难以区分肿瘤与正常脑组织。因此，对于脑肿瘤患者而言，次优的手术结果是常见的。一项临床研究表明：在肿瘤可安全切除的患者中，只有23.5％的患者实现了放射学完全切除。在乳腺癌中，由于在术后识别到残余肿瘤，继发性手术的发生率也很高(10％至45％比率，这取决于医院)。在皮肤癌中，该比率约为10％。因此，期望用于改进EOR的装置和方法。
技术实现思路
该部分提供了对本公开内容的总体概述，但并非是对其全部范围或其全部特征的全面公开。本技术提供了一种用于分析生物样本的活检装置。该装置包括从第一端延伸至第二端的中空主体。主体限定样本收集部。主体的第一端处的第一开口能够操作成接收负压源，并且主体的第二端处的第二开口能够操作成接收生物样本。主体还包括布置在与样本收集部对应的区域中的光学透明区域。该光学透明区域被配置成透射来自成像装置的电磁辐射，当生物样本被布置在样本收集部中时，成像装置能够通过电磁辐射对生物样本进行成像。本技术还提供了一种成像系统，其包括活检装置和成像装置，当生物样本被布置在活检装置中时，成像装置用于对生物样本进行成像。活检装置包括从第一端延伸至第二端的主体。主体限定样本收集部。主体的第一端处的第一开口能够操作用于接收负压源，并且主体的第二端处的第二开口能够操作用于接收生物样本。主体还包括布置在与样本收集部对应的区域中的光学透明区域。该光学透明区域被配置成透射来自成像装置的电磁辐射，当生物样本被布置在样本收集部中时，成像装置能够通过电磁辐射对生物样本进行成像。成像装置可以是：受激拉曼散射(SRS)装置、相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)装置、共焦拉曼装置、共焦反射装置、共焦荧光装置、光学相干断层成像(OCT)装置、双光子激发荧光(TPEF)装置、二次谐波发生(SHG)装置或者三次谐波发生(THG)装置。另外，本技术提供了一种用于从受试体移除组织的方法。该方法包括使用活检装置从受试体移除生物样本。活检装置包括从第一端延伸至第二端的主体。主体限定样本收集部。主体的第一端处的第一开口能够操作用于接收负压源，并且主体的第二端处的第二开口能够操作用于接收生物样本。主体还包括布置在与样本收集部对应的区域中的光学透明区域。该光学透明区域被配置成透射来自成像装置的电磁辐射，当生物样本被布置在样本收集部中时，成像装置能够通过电磁辐射对生物样本进行成像。因此，生物样本被收集在活检装置的样本收集部中。该方法还包括：在将生物样本保留在活检装置的样本收集部中的同时，对生物样本进行成像，以获得生物样本的光学图像，并且在屏幕上显示该光学图像。本技术还提供包含至少一个一次性活检装置的试剂盒。至少一个活检装置包括从第一端延伸至第二端的主体。主体限定样本收集部。主体的第一端处的第一开口能够操作成接收负压源，并且主体的第二端处的第二开口能够操作成接收生物样本。主体还包括布置在与样本收集部对应的区域中的光学透明区域。该光学透明区域被配置成透射来自成像装置的电磁辐射，当生物样本被布置在样本收集部中时，成像装置能够通过电磁辐射对生物样本进行成像。至少一个活检装置是无菌的并且被包装。根据本文中提供的描述，其他应用领域将变得明显。该
技术实现思路
中的描述和特定示例仅意在用于说明的目的，而不意在限制本公开内容的范围。附图说明本文中描述的附图仅出于对选定的实施方式而不是所有可能的实施方式进行说明的目的，而不意在限制本公开内容的范围。图1A示出了脑肿瘤的术前MRI扫描；图1B示出了患有肿瘤的脑的总体图像；图2示出了各种多光子显微镜(MPM)和光谱学方法的能量图；图3示出了示例性相干拉曼散射(CRS)显微镜系统的示意图；图4示出了示例性的基于光纤激光器的相干拉曼散射(CRS)显微镜；图5示出了来自基于光纤激光器SRS系统的受激拉曼散射的脑组织的(SRS)图像；图6A是拉曼光谱图；图6B是以蓝色和绿色显示的受激拉曼散射(SRS)图像；图6C是以粉色和紫色显示的受激拉曼散射(SRS)图像；图6D是大面积缝合的SRS图像；图7A示出了小鼠脑的受激拉曼散射(SRS)图像以及苏木精和伊红(H&E)图像；图7B示出了正常的或最低程度的细胞密集的皮层组织的SRS图像和H&E图像；图7C示出了浸润性胶质瘤的SRS图像和H&E图像；图7D示出了高密度胶质瘤的SRS图像和H&E图像；图8A示出了恶性胶质瘤的磁共振图像(MRI)；图8B示出了受激拉曼散射(SRS)以及苏木精和伊红(H&E)显微镜两者中能存活的肿瘤的细胞密集性和核异型性；图8C示出了血管复合物的SRS图像和H&E图像；图8D示出了有丝分裂像的SRS图像和H&E图像；图8E示出了少突胶质细胞瘤的MRI；图8F示出了少突胶质细胞瘤中的细胞密集的组织的SRS图像和H&E图像；图8G示出了血管的SRS图像和H&E图像；图8H示出了过神经元卫星病(perneuronalsatellitosis)的SRS图像和H&E图像；图9是活检装置的图示；图10是附接至手术抽吸装置的活检尖端的图示；图11是附接至抽吸装置的活检尖端的照片；图12A是被配置为活检尖端的活检装置的图示；图12B是图12A的沿着线12B截取的活检装置的横截面视图；图12C是图12A的沿着线12C截取的活检装置的横截面视图；图12D是图12A的沿着线12C截取的活检装置的透视图；图12E是图12A的沿着线12E截取的活检装置的透视图；图13A示出了在通道高度为200μm、通道宽度为4mm和壁厚为200μm的矩形玻璃毛细管中获取的双色受激拉曼散射(SRS)图像；图13B是通道中放置(mounted)的脑组织的受激拉曼散射SRS图像；图14A是根据当前技术的某些方面的活检装置的透视图；图14B是根据图14A的活检装置的分解图；图14C是图14A的活检装置的顶视图；图14D是图14C的沿着线14D截取的活检装置的横截面视图；图14E是图14A的活检装置的下部的透视图；图14F是图14E的活检装置的部分顶视图；图14G是图14E的沿着线14G截取的活检装置的横截面侧视图；图15A是根据当前技术的各个方面的活检装置的图示；图15B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活检装置，包括：从第一端延伸至第二端的中空主体，其中，所述中空主体包括样本收集部；所述中空主体的第一端处的第一开口，其可操作成接收负压源；所述中空主体的第二端处的第二开口，其可操作成接收生物样本；以及所述中空主体的光学透明区域，其被布置在与所述样本收集部对应的区域中，所述光学透明区域被配置成透射来自成像装置的电磁辐射，当所述生物样本被布置在所述样本收集部中时，所述成像装置能够通过所述电磁辐射对所述生物样本进行成像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.25 US 62/232,6331.一种活检装置，包括：从第一端延伸至第二端的中空主体，其中，所述中空主体包括样本收集部；所述中空主体的第一端处的第一开口，其可操作成接收负压源；所述中空主体的第二端处的第二开口，其可操作成接收生物样本；以及所述中空主体的光学透明区域，其被布置在与所述样本收集部对应的区域中，所述光学透明区域被配置成透射来自成像装置的电磁辐射，当所述生物样本被布置在所述样本收集部中时，所述成像装置能够通过所述电磁辐射对所述生物样本进行成像。2.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述生物样本是脑组织。3.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述负压源是与固定真空系统相关联的导管。4.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述负压源是与泵相关联的导管。5.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述负压源是与固定真空系统或泵相关联的手术抽吸装置。6.根据权利要求5所述的活检装置，其中，所述手术抽吸装置包括用于控制负压的水平的压力控制调节器。7.根据权利要求1所述的活检装置，还包括：压力控制调节器，用于控制所述中空主体内的负压的水平。8.根据权利要求7所述的活检装置，其中，所述压力控制调节器是布置在所述中空主体上的孔，其允许所述活检装置的外表面和内部部分之间的流体连通，其中，可以通过使用所述活检装置的用户的手指来部分地或完全地覆盖所述孔来控制所述中空主体内的负压的水平。9.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述样本收集部中的中空主体限定具有顶表面和底表面的收集通道，所述顶表面和所述底表面两者基本上是平坦的。10.根据权利要求9所述的活检装置，其中，所述收集通道的高度等于或小于约500μm。11.根据权利要求9所述的活检装置，其中，所述收集通道的高度等于或小于约20μm。12.根据权利要求9所述的活检装置，其中，所述收集通道的高度等于或小于约100μm。13.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述样本收集部的高度被配置成使得：a.在所述第二端处产生足够量的负压，以捕获所述生物样本；以及b.可以捕获所述生物样本的图像，所述图像提供关于所述生物样本的结构信息。14.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述中空主体是完全光学透明的。15.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述光学透明区域对于约0.5μm至约1.1μm的波长范围是光学透明的。16.根据权利要求15所述的活检装置，其中，所述光学透明区域在约2800cm-1至约3100cm-1的光谱区域中具有拉曼活性。17.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述光学透明区域在约2800cm-1至约3100cm-1的光谱区域中不具有拉曼活性。18.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述中空主体的至少光学透明区域包括塑料。19.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述光学透明区域对于电磁辐射至少部分透明。20.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述中空主体的第二端未被配置成切片、切割或刺入组织中以便接收所述生物样本。21.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述样本收集部包括样本引入部。22.根据权利要求21所述的活检装置，其中，所述样本引入部包括所述第二开口，并且其中，所述第二开口具有第一宽度，所述第一宽度在所述样本引入部内逐渐减小至第二宽度。23.根据权利要求22所述的活检装置，其中，所述第二开口在所述第二开口处具有第一高度，所述第一高度在所述样本引入部内逐渐减小至较小的第二高度。24.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述活检装置被插入到外部载体瓶的中空内部隔室中，所述外部载体瓶具有与所述活检装置的中空主体的光学透明区域对准的至少一个光学透明检测窗口。25.根据权利要求24所述的活检装置，其中，所述外部载体瓶包含浸液。26.根据权利要求1所述的活检装置，还包括标签。27.根据权利要求26所述的活检装置，其中，所述标签是条形码或QR码。28.根据权利要求26所述的活检装置，其中，所述标签是数字或字母。29.一种光学成像系统，其包括根据权利要求1所述的活检装置并且还包括成像装置，当生物样本被布置在所述活检装置的样本收集部中时，所述成像装置对所述生物样本进行成像。30.根据权利要求29所述的光学成像系统，其具有高于所述活检装置的样本收集部沿着执行成像的轴的维度...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·奥林格，克里斯蒂安·弗罗伊迪格，杰伊·特劳特曼，安德鲁·凯利，
申请(专利权)人：密执安州立大学董事会，因芬尼昂影像公司，
类型：发明
国别省市：美国,US