[发明专利]活体组织光学检测装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对活体组织进行检测的装置及其工作方法。经过检测所得到的结果可供医务人员对活体组织在进行的肿瘤的光学检测等。

背景技术

对人体特别是人体组织内的组织进行无创伤检测，在临床医学上有着重要的意思，特别是各种肿瘤的无损、快速诊断，对早期的确诊并提高癌症患者的存活率都具有重要意义。

医生对癌症的诊断多是凭借经验和对活体组织切片的检查来实现的，具有一定的主观性和盲目性，导致早期病变容易被漏诊或误诊。

激光医学是现代医学的新兴学科，它将激光、光谱学、纤维光学、光信息处理、组织光学特性等领域的高新技术融为一体，应用于人体各个疾病的诊断和治疗。目前无创或微创活体检测的方法主要是成像检测的方法，如：X光、CT、MIR、PET和CTPET等利用辐射源和强磁场成像方式。近几年来对光学成像的研究不断深入，尤其是对乳腺疾病诊断的光学成像方法不断出现，如红外热成像、近红外成像。红外热成像是利用肿瘤部位的体温高于正常组织的特性进行温度分布成像的，因其准确度不高，近年来基本不再使用了；近红外成像的原理是利用组织中的不同成分对光的吸收特性，尤其是肿瘤癌变的血液中去氧血红蛋白的增加和总血量的增加为依据，进行肿瘤部位的成像，但其大多通过透射方式，图像分辨率低，只能对体外的组织进行成像。所述CT、MRI成像的诊断缺点是都存在高能辐射，对人体有一定的伤害，且检测成本高，普通百姓很难承受该检测费用。

OCT是一种新的光学检测技术，其也是利用了光学的相干特性对组织进行成像来分析组织的特性，其缺点是设备运转复杂、价格昂贵、数据处理难度高，而且主要功能是层析成像，但成像的分辨率还有待提高。其作为一个光学领域新兴的设备，性价比不高，主要还是要靠医生的临床经验。

对肿瘤诊断方法还包括光动力学诊断方法，其利用组织荧光或外源荧光进行肿瘤诊断，是已定位肿瘤部位后的一种辅助诊断手段，对于自体荧光来说，只有能产生荧光后才能诊断；而外源荧光剂注射后，病人需要避光一个星期左右，给患者带来了不便，而且荧光剂大多对人体有害。

例如：中国专利文献授权公告号CN1256918和中国专利文献公开号CN1418601，均公开了所述光动力学诊断方法。

国际申请公开号WO2005/092194公开了一种实时无创的基于用弹性散射光谱探测癌细胞的形态变化的在体癌变诊断方法，具体公开了一种小角度范围内记录背向散射光的设备和方法，小角度范围由单光纤探头的数值孔径限制。其所用的光学探头既传输入射光，也传输从组织表面收集到的散射光。该技术方案的不足之处在于：该方案仅考虑光在组织细胞上的散射特性，并未考虑组织体中生色团对光的吸收特性，这导致其测量结果的可靠性不高，容易导致漏诊或误诊。

美国专利文献公开号US2006/0173352A1公开了一种用无辐射光谱探测病变组织体的方法，其中包含了照射哺乳动物被选择的组织体的含有一定光谱范围的入射结构和探测从该组织体透射的或反射的光线的结构，以获得透射光或反射光的光谱。该光谱代表了一个或更多的基本光谱成分，一个误差项和一个每个基本光谱成分的辅助刻度系数。辅助刻度系数是用最小误差项的计算得到的。每个基本光谱成分的辅助刻度系数用已选的已知易感疾病的组织的预选特性进行修正。该方案的不足之处在于：其主要是检测透射光谱的方式获得组织的特性，与X光乳腺检测相类似，该方式要将乳腺组织压缩到一定程度才能开始检测，给病人带来一定的痛苦，而且不能对体内组织进行探测和诊断。

美国专利号US6091984A1和国际专利申请WO9214399都公开了一种利用光学散射的方法检测生物组织物理特性的系统和方法。该系统使用光纤系统输送和收集从有关区域来的光，检测表面层的一种或多种物理特性。该系统包括宽带光源，光纤装置输送和/或收集从组织来的光，监测器系统监测从组织来的散射光，计算机分析及储存监测到的光谱，并显示测试结果。透镜用来将从光源来的光连接到探头的激励光纤中。滤片和透镜系统用来将收集光有效地送到光谱摄制仪。与时钟和脉冲器连接的控制器控制光源。该系统的不足之处在于：该系统中的计算机在工作时，利用监测器系统接收的光线来分析所测表面层的物理特性，同时将光线强度的变化作为光源反馈信号，由控制器控制光源输出的稳定性，这种反馈控制比较复杂，电信号控制往往反馈滞后严重，导致光源输出不稳定，进而导致该系统的检测误差较大。另外，该系统无法对光源输出的各波长的光强与来自组织表面的漫反射光的光强进行比较，导致计算机得到的可用于分析生物组织物理特性的漫反射光谱偏差大，甚至无法得到可用的漫反射光谱，故而该系统的可靠性不高。