[实用新型]一种乳腺癌诊断设备

说明书

技术领域

    本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种用于诊断乳腺癌的专用设备。

背景技术

在科技界，新血管生成的过程已经证明是与大多数癌症的生长和发展有直接的关联，同时它还与其他70多种人类疾病有着密切联系。

新血管生成是发生在健康组织和疾病组织上的关键生物过程。在正常情况下，新血管生成对于再生、胚胎发育和伤口修复是必须的。在上述情况下，复杂的新血管生成过程维持着微妙的平衡。这种平衡是由多种新血管生成刺激生长因子、心血管抑制剂、细胞集合分子、细胞外基质和其他调节因子共同作用完成的。但是，当这种平衡被破坏时就会产生太多或太少的新生血管，从而导致不同的病理状态，如癌症、风湿性关节炎以及冠状动脉疾病等。像所有细胞一样，初期的肿瘤细胞需要连续不断的养分和氧气的供应，并排泄废弃物。肿瘤在很小的状态(大约直径1mm左右)时，通过细胞膜就足以提供养分和排泄废物。当肿瘤直径生长超过1mm时，肿瘤细胞就必须像其周围的健康组织一样，生成它们自己的供血系统。肿瘤的形成有一个渐进的过程，是细胞发生多次基因突变并积累的结果。随着这些异常突变发生积累，由量变到质变，细胞逐渐获得了恶性肿瘤细胞的特性，即增强的繁殖能力，侵犯性转移能力等。乳房肿瘤发展和新血管生成关系如图5所示。在癌瘤没有侵犯周围组织，远处转移前，用局部治疗手段，配合全身治疗，可使大多数(90%以上 )癌瘤得到根治。

由于乳腺组织相对均匀的低吸收光学特性以及癌变组织血管新生效应所提供的显著的光学对比度机制，如血红蛋白浓度升高和血氧饱和度降低等，光学乳腺层析技术在灵敏度、特异性和安全性等方面较X射线、磁共振和超声等传统解剖成像模态具有潜在的综合优势．现有的各种光学诊断方法大多仅对组织体的光学或荧光特性成像：如血氧扩散光学层析能够原理上获得用于判别组织良恶程度的本征生理特征，但由于其逆问题严重的病态性和所依赖内源性对比度的有限性，该方法在实际应用中存在精度不足和伪像干扰大的缺点；荧光扩散光层析依赖荧光剂在病变与正常组织间药代动力学性能的显著差异所提供的外源性对比度增强( 2～ 4倍)机制，能更为可靠地获取肿瘤位置信息，但无法获得组织体的本征生理特征。

正常的细胞组织中交织着密实的毛细血管网。毛细血管由内皮细胞构成，负责供应养分、排出废物。当细胞缺氧时，细胞组织就会释放出新血管生长因子，例如血管内皮生长因子(VEGF)和碱性成纤维生长因子(bFGF)，刺激血管内皮细胞繁殖并形成新的毛细血管。某些肿瘤细胞也像正常细胞一样，具有分泌新血管生长因子的能力，因而可以从邻近组织中吸引内皮细胞，并导致内皮细胞繁殖。通过促使肿瘤内毛细血管的生长，肿瘤细胞可以直接从血液中获取含有丰富养分和氧气供肿瘤细胞生长发展，并将其排泄废物的通过新生血管系统输送出去，肿瘤细胞也因此迅速生长同时广泛扩散。医生可以通过观察肿瘤标本是否存在致密性毛细血管网来判断肿瘤的发育阶段，并预测其未来的发展过程。肿瘤的新血管生成过程如下：

(i) 初始阶段：病变组织(肿瘤)生成并释放新血管生长因子，并且将这些生长因子扩散到周围的组织中。

(ii)血管内皮细胞增殖和侵入阶段：新血管生长因子附着在附近血管内皮细胞的感受器上。在血管内皮细胞内部，信号从细胞表面向细胞核发送，细胞开始产生新的分子，包括酶。酶将环绕血管的外壳样的细胞基质溶解出一个小洞。血管内皮细胞开始分裂繁殖，并通过溶洞向肿瘤方向生长迁移。称为粘附分子或细胞整合素(αvβ3和αvβ5)的特殊分子，帮助向前拉伸血管芽尖端。一种称为基质金属蛋白酶，能够溶解萌发血管前端的组织，随着血管的扩张，组织就被改造为环绕血管的形状。萌发的血管内皮细胞环绕构成血管管道，各个血管管道连接起来形成完整的血管环以循环血液。

(iii)血管成熟阶段：特殊肌细胞的生成能够为新生成的血管管道提供结构化支撑，使新血管的生长保持稳定。血液开始在新生成的血管内流动。这些新血管就是肿瘤赖以生存的含丰富养分和血液的结构，使得肿瘤能够迅速生长并在体内扩散。没有这个环境，新生的肿瘤组织将局限在大约的1立方毫米的范围之内，因为缺少养分输送和废物排出循环系统而被细胞自身的排泄物包围而窒息消亡。

恶性组织的新生血管有常见的共有特征。这些特征包括“独特的血管形态”和“新血管生成特征”。动态光学成像仪可以检测到这一特征，并可用于帮助诊断恶性组织是否存在。肿瘤新血管生成的这种特征与良性状态下简单的炎症很不相同，具有如下肿瘤新血管生成的特征：