[发明专利]便携式基于等离子体的诊断设备和诊断方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2008年7月23日提交的美国临时专利申请No.61/129,844的权益，该美国临时专利申请通过引用被包含在此。

技术领域

本发明涉及便携式基于等离子体的诊断设备和诊断方法。本发明进一步涉及便携式基于等离子体、原子、离子和光子的诊断设备和诊断方法。

背景技术

根据关于病人的完整且精确的信息创建医疗的质量。

当前，在医院中使用四种主要的诊断手段，包括计算断层X射线摄影、磁共振成像、放射性药物成像和超声波。

计算断层X射线摄影(CT)是使用断层X射线摄影的医疗成像方法。数字几何处理被用于根据围绕单个旋转轴获得的大系列的二维X射线图像来产生对象内部的三维图像。CT产生可以通过称为窗口化的处理来操纵的体数据(a volume ofdata)，以便基于各种结构阻挡X射束的能力来展示各种结构。

磁共振成像(MRI)是医疗成像技术，其主要在放射科中用于可视化身体的结构和功能。它提供了在任何平面中的身体的详细图像。MRI在身体的不同软组织之间提供比计算X射线断层摄影(CT)所能提供的大得多的对比度，使得它特别适用于神经、肌肉骨骼、心血管和肿瘤成像。与CT不同，它不使用电离辐射，而是使用(强大)磁场来对齐在身体中的水中的(通常)氢原子的核磁化。

放射性药物学是放射性药物的研究和制备，所述放射性药物是具有放射性的药品。放射性药物学在核药物的领域中用作在诊断和治疗中的示踪剂。

医疗超声波扫描术(超声波造影术)是基于超声波的诊断医疗成像技术，用于使用实时的层析图象来可视化肌肉、腱和许多内部器官、它们的大小、结构和任何病理损害。它也用于在例行和紧急产前护理中可视化胎儿。超声波是在现代医疗中最广泛使用的诊断工具之一。

老龄化的人口和在诸如癌症、阿尔茨海默氏病、中风、心力衰竭等的与年龄相关的疾病的流行性的上升，正在驱动对于医疗诊断的越来越多的需求。这些疾病代表了工业化国家的医疗保健系统的最高成本负担，并且，存在极大的紧迫性来开发检验手段来帮助早期诊断和有助于选择最适合的治疗以降低成本。医院正在寻求购买成本效率更高和更专业化的医疗设备，这样的医疗设备将要求更少的医疗人员，并且减少病人在医院逗留的时间长度。

虽然近来在医学上有惊人发展，但是大多数流行的癌症的死亡率还没有被显著地降低。在一级预防上，我们迄今为止在手边还没有针对这些代谢失调或疾病的强有力的策略。

因此，需要一种简单、便携、非侵入性、迅速、精确、容易使用、便宜且安全的诊断设备来帮助医护人员自动和实时地诊断风险或健康问题的存在，诸如感染、癌症、恶性疾病或代谢失调，使得医护人员更快地做出判定并且迅速和适当地对于预后或疾病风险做出反应。

发明内容

本发明涉及一种基于等离子体、原子、离子和光子的光谱测定设备，其通过下述方式实时和自动地向临床医生和医护人员提供了感染、癌症的存在或恶性疾病的早期病人诊断：记录他的或她的生物组织(皮肤)、唾液、血液或尿液的标记(signature)。它使得能够进行早期的诊断、感染检测、有症状之前的疾病检测以及疾病预防。它改善了预防的操作能力，并且帮助医护人员更快地做出判定并且迅速和适当地对于有症状的、有症状之前的恶性疾病、感染或代谢失调做出反应。

所述设备基于耦合到微型化的质谱仪的微型化大气软电离源。量子传送能源耦合到诸如飞行时间、四极或离子阱的快速质谱仪，以产生病人的化学和生物化合物的指纹识别和定量测量。所述设备提供了定量和定性分析，产生所关注物质的识别和关于代谢失调、癌症或传染病(恶性疾病)风险可能性的诊断信息。

离子源将选择性电离与选择性分裂相组合，这提供了异常的检测界限。提高的敏感度和降低的背景允许低检测限和伪阳性减少。使用不同的量子能量束(等离子体、原子、光子、电子或离子)以及种种的病人样本(皮肤、血液、尿液或唾液)的直接引入大大增强了结构解析、质谱化学和生物信息以及特异性。频谱是高度可再现的，并且不要求样品预处理，从而加快了分析速度。没有使得材料复杂化的基质。因此消除了可能的损耗和额外的处理，这也限制了会导致结果无效的污染。通过直接的样品引入也最小化了污染。消除样品制备尤其对于医护人员提供了更多的优点。它也提供了简单性以及有限的曝光。

操作处理提供了整个设备的安全控制，并且简化了非专家人员对于其的使用。原始数据的参考库和自动化的解释提供了化学和生物化合物的量化和识别以及关于来自病人的(一个或多个)样品的恶性疾病或其风险的诊断信息。