[发明专利]确定在至少一个组织表面片段中，尤其在表皮组织表面片段中的氧分压分布的方法及测量系统

说明书

本发明涉及按照权利要求1确定在至少一个组织表面片段中，尤其在表皮 组织表面片段中的氧分压分布的一种方法以及按照权利要求13的一种测量系 统。

一个组织表面片段之内小血管的主要任务在于给组织供氧。是否这种供给 是以足够的程度进行的，可以在不同的组织部位用逐点测量氧含量或在组织中 用测量氧分压来确定。对此，公知的有在不同的组织部位用逐点测量氧含量的 方法，这些方法建立在用所谓克拉克电极的电阻测量基础上。在一个组织表面 片段中氧分压的测量用所谓的皮肤氧测量(TCPO₂)进行。测量结果例如可以 得出用医治措施的治疗效果或对各个身体肢体的危害严重程度的结论。

在已知的建立在皮肤氧测量原理基础上的测量系统中，应用荧光-光学传感 器，这些传感器是作为气体传感器设计的，并代替绝对氧分子数量测量总是在 被测组织中存在的氧分压。因此，原则上可能的是，用所求得的氧分压来量化 一个荧光-光学传感器上氧的影响。在这种测量时，要考虑到在测量环境中的环 境空气压力以及占支配地位的温度。

一个设计为气体传感器的荧光-光学传感器，例如是作为平面氧传感器设计 的，该传感器平敷在用一种相应的乳液或专用流体预先处理过的组织片段上。 因此，在平面氧传感器与组织表面之间创建一个反映组织特性的测量环境。荧 光-光学传感器的荧光颜料分子处于一种被激发状态，并在导入激发光时将它的 能量以荧光发射光的形式传递到环境，或者将能量可以说″无辐射地″传递到 一个存在于测量环境中的氧分子上。后面提到的情况也称作为“动态荧光清除”， 其清除程度取决于存在于介质中的氧分压。

通过在持续照射情况下确定所产生荧光的强度以及其衰减时间 (“Lifetime”)，并借助于记录一个或多个荧光图像，将所述的动态荧光清除原 理用于确定氧分压。其中，衰减时间理解为荧光颜料″发余辉″的持续时间， 也就是在切断用于产生荧光的激发光之后的持续时间。此时，荧光强度及其衰 减时间得出了在组织中存在的氧分压的结论。这样，例如氧分压的增加使得荧 光衰减时间缩短。

然而，使用这样一种荧光强度测量去确定一个组织片段中的氧分压在不平 整的组织表面具有一系列的缺点。基于荧光强度与在所观察的记录部分中包含 的颜料分子的数量的相关性，激发光的强度以及存在于组织中的氧分压的强度 会受到不同的、难分离的干扰因素影响。因此，校准和/或修正测量几乎是不可 能的，尤其是在以微粒形式实现荧光-光学传感器时，在这种情况下不能保证在 不平整的皮肤表面上荧光颜料分子有均匀的分布。

甚至在采用理想的均匀颜料分配时以及在采纳荧光-光学传感器的理想的 激发时，基于组织表面的不平整性会产生强度式样，这些强度式样并非建立在 氧分压改变的基础上，而是由于在组织表面的各个片段中实际提高了的指示剂 浓度。因此，测量到每个表面部分中更多的颜料分子，这在各个部分中导致荧 光强度的提高。

荧光强度测量的另一个缺点在于，通过在光学异质的表面上应用透明的荧 光-光学传感器，这些表面局部不同地吸收和/或反射光线。这视情况导致改善或 降低激发效率。此时，将由表面反射的激发光第二次引导通过传感器，其中被 吸收的激发光只通过传感器一次。经此，产生一个不可参考的测量误差，该误 差是由于组织表面片段的表面特性引起的。

此外，已知一些用于荧光诊断的系统，这些系统例如利用恶性的/肿瘤的 (dysplastisch/tumoroesen)组织中的细胞与正常组织中的细胞之间在卟啉 (Porphyrin)代谢作用中的代谢作用差别。例如，由DE 101 57 757 A1已知一 种用于对荧光颜料进行可视化以用于荧光诊断的系统，在该系统中用至少一个 光源将一个观察部位用一个激发光加载，以及经过一个光学探测器测量基于在 组织中存在的荧光颜料所产生的荧光发射。此时，光学探测器由至少一个用于 产生观察部位的标准图像以及荧光图像的摄像机系统形成。至少一个光源是作 为脉冲光源设计的，该光源在可见或红外/UV范围内。对于所述的系统，整个 观察部位的荧光图像和标准图像被直接一个接一个地探测、数字化并在一个计 算单元处理。因此，有可能将两个图像直接一个接一个地或相互重叠地表示在 一个屏幕上，以这样的方式使得病变的组织部位没有丢失包括在彩色或标准图 像中的信息。因此，使改进的和明确的荧光诊断成为可能。