具有一次性使用的针状探头的光学活组织检查系统技术方案

一种一次性使用的针状探头含有用于在针状探头远端发送和聚集光的光纤维。该一次性使用的针状探头可以和包含传感器的手柄（Ｈａｎｄｐｉｅｃｅ）连接，所述传感器用于监控探头如何工作。例如，手柄中的传感器可以包括探测组织中探头深度的力传感器和位置传感器。手柄可以通过缆线与控制单元连接，所述控制单元可以包括光源、光探测器、控制电子设备和用于分析所收集数据的一个或多个微处理器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求享有2003年3月17日提交、题目为“具有一次性使用的针状探头的光学活组织检查系统”的美国临时专利申请系列No.60/455,536的优先权，通过引用并入本文。本申请要求享有2004年3月17日提交、题目为“具有一次性使用的针状探头的光学活组织检查系统”、Docket No.为BL-4NPROV的美国专利申请系列No.＿＿＿＿的优先权，通过引用并入本文，Luiz B.Da Silva为申请人。
技术介绍
专利
本专利技术涉及使用组织的光学测量以精确测定组织类型和状态的组织诊断探头和系统。相关技术的描述在美国每周约有19,000例对妇女进行的开放式外科乳腺活组织检查。仅发现约3000例癌症。因此，这些活组织检查中的约85％是不必要的。这意味着由于在诊断乳腺中癌变组织的不确定性，在美国每周约有16,000个妇女进行了不必要的开放式外科乳腺活组织检查。由于开放式外科乳腺活组织检查对患者是侵入性和创伤性的，因此人们]很希望能避免该检查。在外科活组织检查中，异常组织的待检位置将利用薄的钩状准绳来标记。外科医生循着准绳直至待检异常组织的位置并切除可疑区域。开放式外科活组织检查是活组织检查中最普通的形式，对患者来说是侵入性的、令人痛苦的且希望避免的。开放式外科活组织检查还可能留下疤痕组织，这可能使将来乳房X线照片的诊断能力变得模糊，从而给患者带来了严重的障碍。活组织检查的另外一种形式是大芯径针活组织检查(14号针头)。标准芯径活组织检查移除1mm×17mm芯径的组织。大芯径针活组织检查比外科活组织检查的侵入性小，但仍去除一些不需要去除的组织。活组织检查的另外一种形式是微针吸入式活组织检查。在这种活组织检查中，吸出少量的细胞用于细胞学分析，这种方法是微创的。但是，利用微针吸入的一个缺点是精确性差。这种精确性差由采样量小所导致，这使得精确细胞学诊断变得困难。常规活组织检查方法的另一个缺点是实验室核查和分析切除的样品组织需要的时间较长。通常，从第一次检查到最后的诊断可能需要等待约两个月的时间。因此，许多妇女在等待最后确诊的同时可能经历强烈的不安。人们已经研发出各种方法和装置来测量组织的物理特征，以试图区分癌变和非癌变组织。例如，Strobl等人的美国专利No.5,303,026(Stroble专利)描述了一种用于散射介质如生物组织光谱分析的设备和方法。更具体而言，Stroble专利描述了一种用于实时产生和收集来自施加有多重激发波长的样品组织的荧光、反射、散射和吸收信息的设备和方法。Tiemann等人的美国专利5,349,954也描述了一种用于表征组织的设备。该设备还包括中空针，用于将光从单色仪通过针传送到所期望的组织区域。在针的轴中设置有具有光敏表面的发光二极管，该光敏表面从轴朝向外，用于探测来自组织区域的背散射光。Coppleson等人的美国专利5,800,350公开了一种用于组织类型识别的设备。具体而言，该设备包括一种探头，该探头设计用于接触组织并使所述的组织经受众多不同的刺激如电、光、热、声、磁场，并探测对刺激的各种物理响应。该设备还包括组合处理各种响应以便将组织分类的处理器。该处理利用提供给设备操作者的组织类型指示(例如正常、癌变前期/癌变或未知)实时进行。Mah等人的美国专利6,109,270和Hular等人的美国专利申请系列No.09/947,171公开了用于组织表征的多峰形性(multimodality)设备。虽然Mah等人和Hular等人描述的多峰形性探头能提供可能的更高精确性(例如灵敏性和特异性)，但一次性使用的多峰形性探头的生产却比较昂贵。考虑到现有活组织检查技术的一些局限性，人们需要便宜、方便且可靠的能够提供组织类型和状态实时分析的一次性使用的探头。本专利技术满足了这种需要。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种供医生使用以在较宽的波长范围(通常为300nm-1000nm)精确测量组织光学特征的方法和系统。本专利技术的另一个目的是提供一种供外科医生使用以确定可疑的损伤是癌组织还是正常组织的系统。本专利技术的另一个目的是提供一种供外科医生使用以快速诊断乳腺癌的低成本一次性使用的探头和系统。本专利技术的一个目的是提供一种供医生使用以在较宽的波长范围精确测量组织的光学特征的方法和系统。本专利技术的另一个目的是提供一种供外科医生使用以确定可疑的损伤是癌组织还是正常组织的系统。本专利技术的一些实施方案包括一次性使用的针状探头，该探头包含用于在针状探头远端发送和聚集光的光纤维。该一次性使用的针状探头可以和包含传感器的手柄连接，所述手柄用于监控探头如何工作。例如，手柄中的传感器可以包括探测组织中探头深度的力传感器和位置传感器。手柄可以通过缆线与控制单元连接，所述控制单元可以包括光源、光探测器、控制电子设备和用于分析所收集数据的一个或多个微处理器。在另一个实施方案中，针状探头的内芯含有沿外部金属护层的电导体，该电导体包含用来在一个较宽的频率范围(如1KHz-1MHz)内检测组织电特性的电极对。控制电子设备内的软件分析所测得的电特性并确定组织的类型和可能的组织状态。利用电特性分辨组织的类型和状态在大量的文献中已经记载；在通过引用并入本文的下列一系列文献中我们可以获得一个全面的了解C.Gabriel，S.Gabriel，E.Corthout，Thedielectric properties of biological tissuesI，Phys.Med.Biol.41，2231；S.Gabriel，R.W.Lau and C.GabrielThe dielectric properties of biological tissuesII.Measurements in thefrequency range 10Hz to 20GHz，Phys.Med.Biol.41，2251(1996)；S.Gabriel，R.W.Lauand C.GabrielThe dielectric properties of biological tissuesIII.Parametric models for thedielectric spectrum of tissues，Phys.Med.Biol.41，2271(1996)。在正常的运用中，医生使用新的无菌探头并将它连接到手柄。然后系统被激活并且光从探头的远端出去。接着医生把该探头插入组织并操纵它直至可疑病变处。在整个插入期间，系统测量了组织的光学特性，这些光学特性随后可以得以分析以确定组织的类型和状态。可以调节探头-手柄连接器，仅使得探头在一个方位上被连接并因此对准全部光纤。在一个实施方案中，手柄内的光纤和探头临近连接(proximity coupled)。在可替代实施方案中，手柄含有连接从手柄至探头或是从探头至手柄的光的光学透镜。控制单元含有例如白光源，用于测量组织的吸收和散射特性。在控制单元中可以设置激光器以激发组织荧光。在控制单元中可以设置光栅光度计和过滤检测器以测量散射光和荧光发射。各种源和检测器可用于控制单元中，我们可以从通过引用并入本文的“Tissue OpticsApplications in Medical Diagnostics and Therapy”SPIE MS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种诊断系统，包括：手柄和控制系统；和用于确定组织类型和状态的装置，其中所述装置与所述手柄可操作连接。

【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：路易兹B达席尔瓦，
申请(专利权)人：路易兹B达席尔瓦，
类型：发明
国别省市：US[美国]