用于诊断目的的数据的收集和分析制造技术

本申请涉及用于诊断目的的数据的收集和分析。公开了用于确定目标中细菌负荷并且追踪目标的细菌负荷随时间改变的系统和方法。自身荧光检测和收集装置包括光源，所述光源配置成使用激发光直接照射目标的至少一部分和所述目标周围区域，导致照射的目标中至少一种生物标志物发荧光。收集并分析目标照射部分和所述目标周围区域相关的细菌自身荧光数据以确定所述目标照射部分和所述目标周围区域的细菌负荷。可以使用像素强度分析自身荧光数据。可以追踪目标的细菌负荷随时间的变化。所述目标可以是组织中的创伤。可以是组织中的创伤。可以是组织中的创伤。

【技术实现步骤摘要】
用于诊断目的的数据的收集和分析
[0001]本申请是申请日为2015年7月24日的题为“用于诊断目的的数据的收集和分析”的中国专利申请201580051827.8的分案申请。
[0002]本申请要求于2014年7月24日提交的美国临时专利申请号62/028,386的权益，其全部内容作为参考并入本文。


[0003]公开了收集用于诊断目的的数据的装置和方法。具体地，本申请的装置和方法可以适合于随时间评价和追踪创伤(伤口，wound)中的细菌负荷(bacterial load)。

技术介绍

[0004]创伤护理(wound care)是主要临床挑战。愈合和慢性未愈合创伤与许多生物组织变化有关，包括结缔组织的炎症、增殖、重构(remodeling)，以及常见的主要考虑(common major concern)，细菌感染。创伤感染的比例不是临床明显的，并且造成与创伤护理有关的经济负担增加，特别是在老年群体中。目前，创伤评价的黄金标准包括白光下对创伤位点的直接目视检查，结合细菌拭子和组织活组织检查的无选择采集(indiscriminate collection)，从而导致了延迟、昂贵并且通常不敏感的细菌学结果。这可能影响治疗时机和有效性。定性和主观目视评价仅提供创伤位点的粗略看法，但是不能提供与在组织和细胞水平下发生的潜在生物和分子变化有关的信息。在临床创伤管理中，实时收集和分析“生物和分子”信息以提供对这种潜在改变的早期鉴别以及与它们的治疗有关的指导的相对简单和补充的方法是所期望的。高风险创伤的早期识别可以指导治疗性干预并提供随时间的反应监测(响应监测，response monitoring)，因此大大降低了特别是由于慢性创伤所造成的发病率和死亡率。

技术实现思路

[0005]根据多个示例性实施方式，提供了根据目标的荧光成像数据确定目标的细菌负荷的方法。所述方法包括鉴别目标的荧光图像中的感兴趣区，将RGB图像分为单独的通道，将来自RGB图像的单独的绿色和红色图像通道转化为灰阶，并对灰阶强度高于给定阈值的像素计数。
[0006]根据本专利技术教导的另一个方面，提供了获得目标相关的诊断数据的方法。所述方法包括用连接到手持装置外壳的至少一个光源所发射的均匀激发光场直接照射目标的至少一部分，所述外壳包括用于容纳具有数字照相机的无线通信装置的壳体。所述至少一个光源发射至少一个波长或波段，其造成目标的照射部分中至少一个生物标志物发荧光。所述方法还包括用无线通信装置的数字照相机的图像传感器收集目标的照射部分相关的细菌自身荧光数据。所述无线通信装置固定在外壳中。所述方法还包括使用像素强度分析所收集的细菌自身荧光数据以确定目标的照射部分的细菌负荷。
[0007]根据本专利技术公开的其它方面，公开了用于采集组织中创伤相关数据的系统。所述
系统包含至少一个光源，其配置以通过均匀激发光场直接照射目标表面。所述目标表面包括创伤的至少一部分以及创伤周围区域。配置光学传感器以检测对创伤的照射部分以及创伤周围区域的照射起反应(产生响应，response)的信号。每个检测信号指示创伤的照射部分和创伤周围区域中内源荧光、外源荧光、吸光和反射中的至少一种。配置处理器以接收检测信号，并使用像素强度分析检测的信号数据，并输出创伤的照射部分和创伤周围区域的细菌负荷的相关数据。所述系统还包括用于显示处理器输出的创伤的照射部分和创伤周围区域的相关输出数据的显示器。
[0008]根据本专利技术公开的另一个方面，公开了用于与组织中创伤相关的数据的成像和采集的便携、手持装置。所述装置包括外壳，其包含配置以容纳移动通信装置和与外壳连接的至少一个光源并且配置以通过均匀光场直接照射创伤的至少一部分和创伤周围区域的壳体。移动通信装置固定在所述外壳的壳体中，所述移动通信装置包含嵌入式数字照相机(embedded digital camera)并且具有布置在所述装置第一侧面上的触屏显示器以及布置在与第一侧面相对的所述装置的第二侧面上的照相机的镜头。所述移动通信装置容纳在所述外壳中，从而定位了数字照相机的图像传感器以检测对使用均匀光场照射创伤的部分和创伤周围区域起反应的光信号，每种光信号指示创伤的照射部分和创伤周围区域中内源荧光、外源荧光、吸收和反射中的至少一种。当将所述移动通信装置固定在外壳中时，至少部分触屏显示器是用户可接触和可视的。所述装置还包括处理器，其配置以接收检测的光信号，使用像素强度分析检测的信号数据，并输出创伤的照射部分和创伤周围区域的细菌负荷的相关数据。
[0009]根据本专利技术公开的另一个方面，提供了获得目标相关诊断数据的方法。所述方法包括用连接到手持装置外壳的至少一个光源所发射的均匀激发光场直接照射目标的至少一部分和目标的周围区域，所述外壳包括用于容纳具有数字照相机的无线通信装置的壳体。所述至少一个光源发射至少一种波长或波段，其造成目标的照射部分和目标周围区域中至少一种生物标志物发荧光。所述方法还包括用无线通信装置的数字照相机的图像传感器收集目标的照射部分和目标周围区域相关的细菌自身荧光数据。所述无线通信装置固定在外壳中。所述方法还包括分析所收集的细菌自身荧光数据以确定目标的照射部分和目标周围区域的细菌负荷，并且追踪目标的细菌负荷随时间的改变。
[0010]本专利技术公开的其它目标和优势将在随后的描述中部分说明，并且根据描述部分地将是显而易见的，或者可以通过本专利技术公开的实践来学习。将通过所附权利要求中具体指明的元素和组合实现和完成本专利技术公开的目标和优势。
[0011]应理解上述一般说明和以下详细说明两者均仅是示例性和说明性的，并且不是对所要求保护的公开内容的限制。
[0012]引入并构成本说明书一部分的附图显示了本专利技术公开的实施方式，并且与描述一起用于解释本专利技术公开的原理。
附图说明
[0013]根据与其一致的以下实施方案的详细说明，至少一些特征和优势将是显而易见的，应参考附图考虑所述说明，其中：
[0014]图1是用于基于荧光监测的装置的示意图；
[0015]图2显示了使用用于基于荧光监测的装置的临床创伤护理机构的实例；
[0016]图3显示了猪肉样品的肌肉表面的图像，显示用于基于荧光监测结缔组织和细菌的自身荧光检测的装置的用途；
[0017]图4显示了用于基于荧光监测的装置的手持实施方式的图像；
[0018]图5显示了用于获得目标的白光和荧光数据的手持装置的替代实施方式；
[0019]图6A和图6B显示了用于获得目标相关数据的手持装置的另一个替代实施方式，所述手持装置结合了iPhone；
[0020]图7A和图7B显示了确定目标的细菌负荷的示例性方法；
[0021]图8显示了用于10天内追踪的单个小鼠的代表性白光(WL)和荧光(FL)图像；
[0022]图9显示了临床前数据，其显示致病性细菌自身荧光(AF)强度与体内细菌负荷相关；
[0023]图10显示使用用于基于荧光监测的装置捕获的活细菌培养物的图像；
[0024]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于获取关于组织目标的数据的系统，包括：第一激发光源，配置成发射第一波长或波段的激发光，选择所述第一波长或波段以响应于由所述激发光照射组织目标而引起来自所述组织目标的细菌自身荧光的发射；第二激发光源，配置成发射第二波长或波段的激发光，选择所述第二波长或波段以引起来自与创伤愈合相关的一种或多种生物标志物的发射，其中所述第一波长或波段不同于所述第二波长或波段；白光光源，配置成发射白光；光学传感器，配置成检测响应于照射所述组织目标的信号，每个信号指示来自所照射的组织目标的内源荧光、外源荧光、吸光度、和反射率中的至少一种，所检测的信号包括RGB图像；热传感器，配置成捕获来自所述组织目标的热数据；处理器，配置成接收所检测的信号，将所述RGB图像分成单独的通道，将来自每个RGB图像的单独的绿色图像通道和红色图像通道转化为灰阶，对灰阶强度大于给定阈值的像素计数，并且输出关于所照射的组织目标的细菌负荷的数据；其中所述组织目标是创伤，并且所述处理器进一步配置成使所述热数据与包含在所述RGB图像中的荧光数据相关联，以基于相关联的数据输出创伤状态、创伤愈合、创伤感染、细菌负荷或其他诊断信息的指示中的一项或多项。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器进一步配置成通过输出所述创伤的图像，将荧光和热数据重叠在所述图像上以使细菌和温度数据与创伤形状、创伤尺寸、创伤形貌、创伤体积、创伤深度和创伤面积中的一项或多项相关联，而基于相关联的数据输出创伤状态、创伤愈合、创伤感染、细菌负荷或其他诊断信息的指示中的一项或多项。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述处理器配置成分析所述荧光数据以基于所述RGB图像识别、分类和/或定量所述创伤的多种成分。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的系统，其中所述处理器进一步配置成至少部分基于输出的数据鉴别创伤清洗规程、创伤清创规程、创伤取样规程、创伤治疗规程、以及其它创伤干预策略中的至少一种。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的系统，其中所述处理器配置成使指示创伤感染的荧光数据与指示创伤感染的温度数据相关联。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的系统，其中，所述处理器进一步配置成输出包括以下的至少一种诊断数据：创伤愈合速率；创伤中和创伤周围的细菌的生物分布；同时显示创伤和周围正常组织的生物组分，包括结缔组织、血液、血管分布、细菌、和微生物的一个或多个彩图；以及对创伤区域的健康、治愈和感染状态的实时可视化。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器配置成通过输出其中细菌负荷与创伤形状、创伤尺寸、创伤形貌、创伤体积、创伤深度和创伤面积中的一项或多项相关联的所述创伤的图像来输出关于所照射的组织目标的细菌负荷的数据。8.根据权利要求7所述的系统，其中，输出其中细菌负荷与创伤形状、创伤尺寸、创伤形貌、创伤体积、创伤深度和创伤面积中的一项或多项相关联的所述创伤的图像包括输出所述创伤的图像，其中所述创伤中血液的量由存在于所述图像中的蓝色像素的数目指示，所述创伤中结缔组织的量由存在于所述图像中的绿色像素的数目指示，和所述创伤中细菌的
量由存在于所述图像中的红色像素的数目指示。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的系统，其中，所述处理器进一步配置成生成跟踪患者的创伤和皮肤状态变化的报告，并且将所述报告自动上传至患者的电子医疗记录(EMR)。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述报告包括关于创伤尺寸和细菌负荷随时间的数据。11.根据权利要求1所述的系统，其中，来自每个RGB图像的单独的绿色图像通道和红色图像通道表示体内检测的真实组织和细菌自身荧光信号。12.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个荧光光源配置成发射具有约405nm+/
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20nm的波长的激发光。13.一种用于成像和收集组织中创伤相关数据的便携、手持装置，所述便携、手持装置包括：外壳，配置成接收移动通信装置的一部分；多个激发光源，联接至所述外壳并且配置成用激发光直接照射创伤；可移除地联接至所述外壳的移动通信装置，所述移动通信装置包含嵌入式数字照相机并且具有布置在所述移动通信装置第一侧面上的触屏显示器以及布置在与所述第一侧面相对的所述移动通信装置的第二侧面上的数字照相机的镜头和用于白光成像的闪光灯，其中所述移动通信装置联接至所述外壳，从而定位所述数字照相机的图像传感器以检测响应于用所述激发光和所述闪光灯照射所述创伤的光信号，所述光信号中每一种指示所照射创伤的内源荧光、外源荧光、反射率和吸光度中的至少一种，并且其中当将所述移动通信装置可操作地连接至所述外壳时，所述触屏显示器的至少一部分是用户可接触的和可视的；热传感器，配置成检测关于所照射创伤的热信息；以及处理器，配置成：接收响应于用所述激发光照射所述创伤中的组织成分和细菌的荧光信号数据，所述荧光信号数据包括RGB图像，接收关于所照射的创伤的热数据，将RGB图像分成单独的通道，将来自每个RGB图像的单独的绿色图像通道和红色图像通道转化成灰阶，通过对灰阶强度大于给定阈值的像素计数来分析所检测的信号数据，以输出关于所照射的创伤的细菌负荷的数据，以及使所述热数据与包含在所述RGB图像中的荧光数据相关联，以基于相关联的数据输出创伤状态、创伤愈合、创伤感染、细菌负荷或其他诊断信息的指示中的一项或多项。14.根据权利要求13所述的便携、手持装置，其中，所述处理器进一步配置成通过输出所述创伤的图像，将荧光和热数据重叠在所述图像上以使细菌和温度数据与创伤形状、创伤尺寸、创伤形貌、创伤体积、创伤深度和创伤面积中的一项或多项相关联，以基于相关联的数据输出创伤状态、创伤愈合、创伤感染、细菌负荷或其他诊断信息的指示中的一项或多项。15.根据权利要求13所述的便携、手持装置，进一步包括至少一种光谱过滤机构，所述光谱过滤机构配置成过滤从所照射的创伤发出的光信号，从而使具有对应于细菌自身荧光和组织自身荧光的波长的光信号能够通过所述至少一种光谱过滤机构。
16.根据权利要求13
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15中任一项所述的便携、手持装置，其中，所述处理器配置成接收由所照射的创伤中的组织成分和细菌产生的白光信号。17.根据权利要求13
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16中任一项所述的便携、手持装置，其中所述创伤的图像包括所照射的创伤的多种成分的颜色表示以提供关于细菌存在、类型、分布、和量、以及创伤成分的信息。18.根据权利要求13所述的便携、手持...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫，
申请(专利权)人：大学健康网络，
类型：发明
国别省市：