利用时间分解分光术检测乳房组织的系统及其方法技术方案

用于妇女乳房细胞组织体内检查的系统，其特征在于它包括： 构成用于产生在可见或红外范围内选定波长电磁辐射脉冲的光源，所说脉冲具有为ｎｓ（纳秒）或更小数量级的持续期； 一个可相对于所说乳房定位的支撑件，包括： 由一所选距离分开的输入端口和输出端口，所说距离表示出被测细胞组织的体积，所说输入端口构成来确定所说乳房的辐射位置，用于把所产生的所选波长的光脉冲引入到该乳房细胞组织，所说输出端口构成来确定所说乳房的检测位置； 光学材料，至少部分地环绕所说的细胞组织，用于限制光子逃逸到所说细胞组织之外； 检测器，构成来检测在一时间之上在所说乳房细胞组织中迁移到所说输出端口的已被修正脉冲的光子，并产生相应的电信号； 光子计数器，连接到所说检测器，构成来在一时间上累积所说的电信号并确定已修正脉冲的形状； 处理器，用以根据所说修正脉冲的形状来计算被测乳房细胞组织的散射系数或吸收系数的值，并根据所说系数确定该乳房细胞组织的生理特性。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术在于实现一种用以对乳房细胞组织作检查的时间分解的分光方法及装置。乳腺癌在妇女中属于最可惧最常见的恶性肿瘤。某些不可预期的疗程使其治疗通常是人的精力及体办的耗尽，还要冒多年的转移及扩散的风险。由于其高发率，在当今的健康检查中所用的包括体检及乳房X射线成象的乳癌荧屏检查就起了重要作用。X射线乳房成象可以对90％以上的乳房物质作检测，并把仅由乳房成象所检到的具有癌症的病人的10年存活率提高到95％。虽说当代的这种乳房成象术是使用低剂量的X射线，但其仍具低程度的由辐射引发癌症的风险。其它检测，例如核磁共振成象(MRI)以及钆增强式MRI已被成功用于乳房肿瘤的检测并可在未来广泛用于荧屏检查。在其乳房无创伤地查到小体积的可疑质团之后，通常要作切除活体检验以排除或确诊其恶性。这种活体取样是在局部麻醉的条件下取出并被用于病理组织诊断。统计表明，这种切除的活体取样中的大约75％被诊断属于良性。因而是有多数的病人要经历这种不必要的既难受又费钱的过程。而且存有这样的说法，即这种活体的切除会引发恶性肿瘤细胞的扩散。因此，单独使用或与其它上技术结合使用的一种可以检测并定性乳房中肿瘤的相对低价的无创伤技术在当今的保健中赢得其一席之地。本专利技术实现了一种采用时间分解的分光术进行乳房细胞组织检测的系统及其方法。在一种方式中，本方法一般包括以下的步骤包括相距一选定距离的一个输入端口和一个输出端口的支撑件相对于被测乳房定位；输入与输出端口的位置要根据被测乳房的一个组织区来选定；在输入端口处将选定波长及具有小于1ns(纳秒)持续期的光脉冲引入到该乳房组织内，并在一时间段上在检测端口检测该光脉冲；在被测光子到达时间之上累积对应于被检测的已被修正脉冲的光子的信号；根据已修正脉冲形状来计算被测乳房细胞组织的散射系数或吸收系数的数值；根据该吸收或散射系数值来定性被测乳房细胞组织。在另一方式中，本方法一般包括以下步骤包括相距一选定距离的一个输入端口和一个输出端口的支撑件相对于被测乳房定位；输入和输出端口的位置要据被测乳房的一个细胞组织区来选定；在输入端口处将选定波长及具有小于1ns(纳秒)持续期的光脉冲引入到该乳房组织内，并在一时间段上在检测端口检测该光脉冲；在已修正脉冲到达时间之上的相分离的至少两个选定时间间隔上积分对应于已修正脉冲光子的信号；根据已修正脉冲的形状来计算被测乳房组织的吸收系数值；根据该吸收系数值定性该被测乳房细胞组织。在此方式中，本方法可进一步包括以下步骤。在已修正脉冲到达时间之上的彼此相分离的其它选定时间间隔上积分被检测光子；根据在每一时间间隔上积分的光子数目确定光强度与时间关系，并确定被检测乳房细胞组织的散射系数的值。根据该散射系数的值定性被检测乳房细胞组织。采用上述步骤及附加步骤的几种最佳方法如下。输入端口和输出端口被移到不同位置以检测该乳房另一细胞组织区域；对于重新选择的细胞组织区域重复上述的步骤，以便再次确定散射系数或吸收系数的值；利用该散射系数或该吸收系数的值定性该细胞组织区域。在若干个细胞组织区域上执行上述的步骤以检测整个乳房。该定性步骤包括将散射或吸收系数的计算值分别与选定的散射或吸收系数进行比较的操作。散射和吸收系数的选定值对应于正常乳房细胞组织、正常对称乳房细胞组织或同类乳房肿瘤。该定性步骤包括把散射系数或吸收系数的计算值分别与散射系数或吸收系数的选定值进行比较的操作。如果上述的定性步骤揭示出被测细胞组织包括不正常的细胞组织，则执行下列的步骤。选择输出和输出端口的其它的一些位置，以确定接近具有异常细胞组织区域的新的细胞组织区域。通过实行对应的上述步骤来确定新选细胞组织区域的散射系数及吸收系数的数值。通过对不同选定细胞组织区域的散射系数或吸收系数进行比较而确定异常乳房细胞组织的位置。可以通过将已定位细胞组织的吸收系数或散射系数的值与对应选定细胞组织质团的吸收系数或散射系数的值相比较来确定异常细胞组织的类型。该细胞组织质团包括下列之一癌、纤维瘤或纤维细胞组织。确定异常细胞组织区域的大小及位置。如果上述的定性步骤揭示出被测细胞组织包括不正常的细胞组织，则执行下列步骤把在所定波长展现已知光特性的反差剂(contrast agent)注入到被测物的血流内；选择输入与输出端口的其它的一些位置，以确定接近具有不正常细胞组织区域的新细胞组织的区域；确定新选细胞组织区域的散射系数及吸收系数的值；通过对不同选定细胞组织区域的散射系数或吸收系数进行比较而确定不正常乳房细胞组织的位置；可以通过将已定位细胞组织的吸收系数或散射系数的值与对应包含该反差剂的选定细胞组织质团的吸收或散射系数值相比较来确定不正常细胞组织的类型。如果上述定性步骤揭示出被测细胞组织包括不正常的细胞组织，则进一步执行下列的步骤把在选定波长展现已知光特性的反差剂注入到被测不正常细胞组织内；选择输入和输出端口的其它一些位置；确定新选细胞组织区域的散射系数或吸收系数；通过对不同选定细胞组织区域的散射系数或吸收系数的值进行比较的确定不正常乳房细胞组织的位置。可以通过将已定位细胞组织的吸收系数或散射系数的值与对应包括该反差剂的选定细胞组织质团的吸收系数或散射系数值相比较来确定不正常细胞组织的类型。反差剂是一种荧光或吸光材料。该反差剂最好是能由该细胞组织质团所吸收。上述的步骤与X射线乳房照相、MRI乳房成象或探针定位过程相结合使用。另一方面，本专利技术实现了执行上述方法的系统。附图说明图1示出用于乳房细胞组织检测的时间分解分光光度系统。图1A、1B、1C和1D示出用于乳房细胞组织检测的光纤支撑件的几种不同实施例。图2示出用于乳房细胞组织检测的单一光子计数TRS装置。图3示出用于乳房细胞组织检测的TRS矩形函数装置。图3A示出图3装置的定时图。图3B示出由图3装置采集的典型时间分解光谱。图4示出利用荧光反差剂乳房细胞组织的检测。图4A和4B示出利用MRI和时间分解分光技术的乳房细胞组织的检测。图5A、5B、5C、5D、5E和5F示出了在左、右乳房的不同位置测得的正常乳房细胞组织的吸收系数和散射系数的值。图6A和6B示出不同种族女性正常乳房细胞组织的吸收系数和散射系数的值。图1示出置于人乳房之上用于乳房细胞组织检测的系统。该系统包括带有多个输入端口14和多个输出端口16的光纤支撑件8。支撑件8绕乳房5放置以使输入端口14及输出端口16在乳房5的皮肤上能分别确定辐射位置及检测位置。光纤15和17分别与输入和输出端口相连接。系统4或是一种单一光子细胞组织分解装置20A，或者是采用积分的时间分解装置20B。参考图1A、1B、1C和1D，系统4采用不同类型的光纤支撑件，设计来在选定位置引入并检测光子并因而构形出光场。光纤支撑件由柔性和刚性材料所造，并被成形为适于容纳不同乳房体积。而且其内表面可包括已知散射和吸收特性的材料。这种材料被选择来或是将经皮肤逃逸的光子返回该乳房组织(即低吸收高散射)或是为逃逸的光子提供到检测器的附加路径(即具有与正常乳房组织实际相同光学特性的材料)。这种支撑件的设计可与单独的时间分解分光光度计(TRS)一起使用，或与X射线乳房照相、MRI或探针定位处理结合使用。具体而言，图1A中的光纤支撑件9包括3套输入和检测端口10a、10b和10c。1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：布里顿·常斯，
申请(专利权)人：无创伤诊断技术公司，
类型：发明
国别省市：