本发明专利技术提供了一种用于借助于漫反射光谱法来研究对象的组织的系统，所述组织包括荧光剂，所述荧光剂适于吸收第一波长范围内的光并且发射第二波长范围内的光，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围。所述系统包括套管，其具有要被定位为邻近所述组织的远端和用于向所述组织提供抽吸力的内腔。所述系统还包括光源和光纤元件，所述光源适于生成处于所述第一波长范围的光，所述光纤元件要被定位为邻近所述组织。所述光纤元件适于接收来自所述荧光剂的光信号，所述光信号包括所述第一波长范围和所述第二波长范围内的光。所述系统还包括处理系统，其适于基于所述光信号来确定所述组织中的所述荧光剂的浓度。中的所述荧光剂的浓度。中的所述荧光剂的浓度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光谱学系统
[0001]本专利技术涉及光谱学领域，并且更具体地涉及医学光谱学领域。
技术介绍
[0002]在许多临床应用中，可以使用造影剂来帮助临床医师区分待移除的组织和周围组织而帮助给定组织的切除或移除。该实践广泛用于肿瘤切除。
[0003]在神经外科手术应用的示例中，具有恶性神经胶质瘤的患者的外科手术组织切除的目标是肿瘤的最大安全切除。然而，仅在少数患者中实现肿瘤的完全切除。这种限制的一个原因是在外科手术期间使用常规白光显微镜在肿瘤边缘处难以区分活肿瘤组织与健康的相邻脑组织。
[0004]使用5
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氨基乙酰丙酸(5
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ALA)的荧光引导的外科手术(FGS)已被引入恶性肿瘤的处置中，以帮助临床医师区分肿瘤和周围组织，如C.G.Hadjipanayis、G.Widhalm和W.Stummer的“What is the surgical benefit of utilizing 5
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ALA for fluorescence
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guided surgery of malignant gliomas”(Neurosurgery vol.77(215)，第663
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673页)中所讨论的。在5
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ALA的口服给药之后的组织荧光与用于鉴别恶性肿瘤组织的高灵敏度、特异性和阳性预测值相关联。5
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ALA是人体内由血红蛋白代谢途径产生的天然代谢物。外源性5
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ALA用作口服给药的前药剂，并且在脑肿瘤中具有前所未有的血脑屏障和肿瘤界面的渗透。一旦5
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ALA被恶性神经胶质瘤细胞摄取，它就被代谢成荧光代谢物原卟啉IX(PpIX)。在用405nm波长蓝光激发后，恶性脑肿瘤细胞内的升高的PpIX产生允许恶性肿瘤组织的紫红色荧光可视化。恶性胶质瘤中的5
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ALA诱导的组织荧光的诊断准确性是5
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ALA FGS的关键益处。
[0005]因此，FGS允许恶性组织的术中可视化，并且为临床医师提供用于区分肿瘤组织与健康脑组织的独立于神经导航和脑移位的实时指导。
[0006]如上所述的FGS方法的问题是无法以鲁棒的方式测量肿瘤区域的绝对荧光强度。通常，当强度下降到某个值以下时，停止切除。以鲁棒且受控的方式测量肿瘤区域的绝对荧光是具有挑战性的，因为：难以在表面角度显著变化的变化腔内提供恒定照明；来自脑组织湿空气界面的镜面反射；检测荧光的相机的角度；组织本身对荧光的再吸收；以及可能存在于表面处的血液。这些因素都使得5
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ALA浓度的绝对定量测量变得困难。
[0007]Farrell等人的“A diffusion theory model of spatially resolved,steady
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state diffuse reflectance for the noninvasive determination of tissue optical properties in vivo”(Med.Phys.,vol.19,no.4,第879
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888页,1992年)中首先描述的基于扩散理论的模型讨论了基于检测体积中的吸收而不是测量发射的荧光来确定荧光剂的浓度。从测量的漫反射光谱知晓作为针对纯药剂的波长的函数的荧光剂的吸收系数，荧光剂的浓度可以如例如Rami等人的“Estimation of biological chromophores using diffuse optical spectroscopy:benefit of extending the UV
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VIS wavelength range to include 1000to 1600nm”(Biomed.Opt.Express,vol.1,no.5,第1432
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1442页，2010年)
和“Estimation of lipid and water concentrations in scattering media with diffuse optical spectroscopy from 900to1600nm”(J.Biomed.Opt.,vol.15,no.3,第37015
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10页，2010年)中描述的那样进行确定。
[0008]基于吸收确定荧光剂的浓度的问题是，对于一些外科手术应用，例如神经外科手术，组织和成像探头之间的恒定力由于某些组织(例如脑)的弱且容易压缩的性质而难以实现。此外，除了用于移除感兴趣组织的切除工具之外还具有用于测量药剂浓度的单独成像探头不是最佳的，因为由于一些组织容易可变形的事实，用切除设备找到检测到的肿瘤组织对于某些组织是麻烦的。
[0009]因此，需要一种以鲁棒的方式确定组织中的荧光剂浓度的手段，其中，可以在组织切除期间在不引入额外工具的情况下控制工具
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组织接触，使得现有工作流程不被中断。
[0010]US2015/1248629公开了一种能够在执行活检之前执行光谱测量的组织活检设备。
[0011]WO2011/088571公开了一种用于测量荧光的探头。
技术实现思路
[0012]本专利技术由权利要求限定。
[0013]根据依据本专利技术的一个方面的示例，提供了一种用于借助于漫反射光谱法的来研究对象的组织的系统，所述组织包括荧光剂，所述荧光剂适于吸收第一波长范围内的光并且发射第二波长范围内的光，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围，其中，所述系统包括：
[0014]套管，其具有要被定位为邻近所述组织的远端，其中，所述套管包括内腔，所述内腔被配置为连接到压力生成器以便在所述内腔内生成降低的压力，从而向所述套管的远端处的组织提供抽吸力；
[0015]光源，其适于生成要被提供给所述组织的处于所述第一波长范围的光；
[0016]光纤元件，其邻近所述组织被定位并且适于接收来自所述荧光剂的光信号，所述光信号包括处于所述第一波长范围的光和处于所述第二波长范围的光；以及
[0017]处理系统，其包括用于接收所述光信号的输入部，并且其中，所述处理系统适于基于所述光信号中处于所述第一波长范围的光的比例来确定所述组织中的所述荧光剂的浓度。
[0018]可以在生成降低的压力的同时接收光信号。可以这样做以出于下面的目的而提供抽吸。
[0019]该系统提供了一种准确地确定组织内的荧光剂的浓度的方法。
[0020]通过提供抽吸，借助于套管中生成的降低的压力，可以从光纤元件附近移除血液，从而改善所确定的浓度的准确性。此外，抽吸可以有助于通过将组织保持在适当位置中而维持组织和光纤元件之间的良好光学接触。光被生成并提供给组织，并且在压力生成器在内腔内生成降低的压力的同时接收光信号。
[0021]在实施例中，所述套管不被布置用于进行活检。在这种情本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于借助于漫反射光谱法来研究对象的组织(110)的系统(100)，所述组织包括荧光剂，所述荧光剂适于吸收第一波长范围内的光并且发射第二波长范围内的光，所述第二波长范围不同于所述第一波长范围，其中，所述系统包括：套管(120)，其具有要被定位为邻近所述组织的远端，其中，所述套管包括内腔(130)，所述内腔被配置为连接到压力生成器以便在所述内腔内生成降低的压力，从而向所述套管的所述远端处的所述组织提供抽吸力；光源(150)，其适于生成要被提供给所述组织的处于所述第一波长范围的光(160)；光纤元件(170)，其要被定位为邻近所述组织并且适于接收来自所述荧光剂的光信号，所述光信号包括处于所述第一波长范围的光和处于所述第二波长范围的光；以及处理系统(180)，其包括输入部，所述输入部用于在所述压力生成器在所述内腔内生成所述降低的压力时接收所述光信号，并且其中，所述处理系统适于基于所述光信号中处于所述第一波长范围的光的比例来确定所述组织中的所述荧光剂的浓度。2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，确定所述荧光剂的浓度包括基于由所述光源生成的所述第一波长范围内的光的比例与所述光信号中的在所述第一波长范围内检测到的光的比例之间的比较来测量所述荧光剂的吸光度。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的系统(100)，其中，所述光纤元件(170)相对于所述套管(120)被定位，使得所述光纤元件的远端与所述套管的远端对齐。4.根据权利要求3所述的系统(100)，其中，所述光纤元件(220)被提供在所述套管(200)的所述内腔(210)内。5.根据权利要求3所述的系统(100)，其中，所述系统还包括适于接收所述套管(260)的套筒(280)，其中，所述光纤元件(290)集成到所述套筒中。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统(100)，其中，所述光纤元件(170)包括多条光纤。7.根据权利要求6所述的系统(100)，其中，所述光源(150)被耦合到所述多条光纤中的第一光纤，并且其中，用于接收所述光信号的所述输入部被耦合到所述多条光纤中的第二光纤。8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统(100)，其中，所述光源(150)包括：一个或多个LED，并且其中，用于接...
【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：
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