專利名稱：近紅外乳腺血氧功能檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)用診斷設(shè)備，特別是一種近紅外乳腺血氧功能檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
乳腺癌已經(jīng)成為全球女性發(fā)病率最高的惡性腫瘤，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活 水平提高，我國(guó)乳腺癌的發(fā)病率和死亡率都呈迅猛上升態(tài)勢(shì)，這在大中城市如上海，尤為突 出。據(jù)權(quán)威醫(yī)學(xué)資料統(tǒng)計(jì)，全球每13分鐘，就有一人死于乳腺癌，乳腺癌已經(jīng)成為嚴(yán)重威脅 女性健康的重要疾病。隨著發(fā)病增加，死亡率也在明顯上升。只有早發(fā)現(xiàn)、早治療才能有效降低乳腺癌的死亡率。這就涉及到適齡婦女的乳腺 普查問(wèn)題；現(xiàn)有的普查手段都有這樣或那樣的問(wèn)題，這就要求有一種廉價(jià)(不管是設(shè)備購(gòu) 置還是使用)、無(wú)創(chuàng)、有效的檢測(cè)手段。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決上述問(wèn)題提供了 一種檢測(cè)手段。本實(shí)用新型的技術(shù)基礎(chǔ)如下自從Judah Folkman 1971年首次發(fā)表相關(guān)學(xué)說(shuō)以來(lái)，新血管生成已被公認(rèn)為是發(fā) 生在健康組織和疾病組織上的關(guān)鍵生物過(guò)程。在正常情況下，新血管生成對(duì)于再生、胚胎發(fā) 育和傷口修復(fù)是必須的，并且復(fù)雜的新血管生成過(guò)程維持著微妙的平衡。但是，當(dāng)這種平 衡發(fā)生傾斜時(shí)就會(huì)產(chǎn)生太多或太少的新血管生成，從而導(dǎo)致不同的病理狀態(tài)，如癌癥、風(fēng)濕 性關(guān)節(jié)炎以及冠狀動(dòng)脈疾病等。從實(shí)驗(yàn)研究表明，任何腫瘤生長(zhǎng)到2mm大小時(shí)，必須形成新生血管滋養(yǎng)腫瘤，才能 保持繼續(xù)生長(zhǎng)。惡性組織的新生血管表現(xiàn)出“獨(dú)特的血管形態(tài)”和“新血管生成特征”。檢 測(cè)這一特征，并可用于幫助診斷惡性組織是否存在。腫瘤新血管生成的這種獨(dú)特特征與良性狀態(tài)下簡(jiǎn)單的炎癥很不相同1.高密度及高血含量為腫瘤提供養(yǎng)分的血管比正常組織的血管更多、更密。通 過(guò)使用血管成像技術(shù)對(duì)幾組乳腺癌進(jìn)行成像，F(xiàn)eldman和Watt分別證實(shí)了乳腺癌中存在著 特殊的血管分布。Wells使用超聲得出了同樣的結(jié)論。致力于研究腫瘤形成機(jī)理的Folkman 的研究結(jié)果也從不同的角度驗(yàn)證了這些特殊的血管分布。Weidner的實(shí)驗(yàn)組織學(xué)也支持這 個(gè)結(jié)論，腫瘤，特別是癌變腫瘤周圍的微血管密度與其它地方相比是最大的。2.高氧消耗及光傳播衰減由于腫瘤快速生長(zhǎng)比正常組織需要更多的氧，為供養(yǎng) 腫瘤而生成的血管所攜帶血氧的消耗量就會(huì)相當(dāng)大。此外，不帶氧血具有光傳播衰減特性， 可以用多種技術(shù)檢測(cè)到。前文已敘述，與惡性病變發(fā)展相關(guān)的血管分布是與正常組織的血管分布不同的。 當(dāng)發(fā)生惡性腫瘤時(shí)，血管會(huì)增多，血液含量也會(huì)增高；癌組織是消耗氧的，氧含量會(huì)呈現(xiàn)低 氧狀態(tài)。多名研究者發(fā)現(xiàn)乳內(nèi)脂肪組織對(duì)波長(zhǎng)600-1100nm光很少吸收。腺體、纖維結(jié)締組 織輕度吸收，含血量高的組織包括血管大量吸收，形成不同程度的灰影。血液內(nèi)含物(脫氧血紅蛋白)也會(huì)影響乳腺組織中的透射率(光譜吸收)。通過(guò)評(píng)估我們發(fā)現(xiàn)，可以檢測(cè)這種差異，并得到血液含量的動(dòng)態(tài)變化和脫氧血紅 蛋白的變化。這兩種變化通常在惡性腫瘤中發(fā)現(xiàn)，也是腫瘤新血管生成的獨(dú)特的生物標(biāo)記。近紅外光研究新生血管供血量和血氧含量的技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均有報(bào)道，陸續(xù)開(kāi)發(fā)出 多款用于臨床診斷的產(chǎn)品，其技術(shù)成熟，檢測(cè)方法可靠。通過(guò)先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，分析得 到動(dòng)態(tài)的生理變化，即惡性病變特征的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，可提供豐富的病理圖像信息，輔助醫(yī) 生作出早期診斷。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下近紅外乳腺血氧功能檢測(cè)儀由近紅外探頭、信號(hào)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)后處理系統(tǒng)及 與之配套的資料顯示、貯存、輸出等設(shè)備組成。組織中毛細(xì)血管受到壓迫時(shí)會(huì)發(fā)生短暫循環(huán)障礙。利用機(jī)械擠壓的方式使乳腺組 織血液循環(huán)減緩，放大乳腺組織代謝中的血氧含量變化。擠壓的壓力為15mmhg，遠(yuǎn)小于鉬靶 檢查的夾持力度，不會(huì)對(duì)被檢查者造成不適。用660nm及850nm兩組紅外LED探頭照射乳腺組織，并通過(guò)輪狀濾光片切換裝置 得到660nm透射圖像和850nm透射圖像。信號(hào)采集系統(tǒng)采用單色冷CCD，靈敏度高，暗電流小。每秒分別采集1張660nm圖 像和850nm圖像，連續(xù)采集1分鐘時(shí)間，并通過(guò)計(jì)算機(jī)后處理系統(tǒng)分析。紅外LED探頭和信號(hào)收集系統(tǒng)可在IOOcm 150cm上調(diào)節(jié)高低位置，以適應(yīng)不同 高度的被檢查者。660nm的圖像描述了含氧血紅蛋白的分布，隨著時(shí)間的增加，含氧血紅蛋白變成脫 氧血紅蛋白，即可被850nm圖像所描述。在正常組織中，660nm第一幅圖像與850nm最后一 副圖像一致，有清晰可見(jiàn)的血管影像。若毛細(xì)血管分布異常，會(huì)產(chǎn)生塊狀陰影。在癌組織中， 代謝異?；钴S，660nm和850nm圖像中塊狀陰影會(huì)典型的表現(xiàn)為逐漸加深，即含氧血紅蛋白 快速被消耗，變成脫氧血紅蛋白。軟件系統(tǒng)可對(duì)高度懷疑區(qū)域標(biāo)記顏色，以突出顯示，并通 過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式，定量描述其氧含量的變化。由此可診斷出正常組織，良性腫瘤組織和惡性腫瘤組織。圖像結(jié)果保留在計(jì)算機(jī)中，并通過(guò)雙硬盤系統(tǒng)備份，也可通過(guò)光盤歸檔?？呻S時(shí)調(diào) 閱，復(fù)查。并可通過(guò)打印機(jī)輸出診斷報(bào)告，供臨床醫(yī)生分析。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖圖中1.660nm及850nm LED探頭，2.機(jī)械壓迫夾具，3.信號(hào)采集系統(tǒng)濾光片切 換裝置及單色冷(XD，4.顯示器，5.打印機(jī)，6.計(jì)算機(jī)后處理系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
在
圖1中，660nm及850nm LED探頭(1)位于機(jī)械壓迫夾具⑵上方，由濾光片切 換裝置及單色冷CCD組成的信號(hào)采集系統(tǒng)(3)位于機(jī)械壓迫夾具(2)下方。計(jì)算機(jī)后處理系統(tǒng)及與之配套的資料顯示、貯存、輸出等設(shè)備由顯示器(4)，打印
4機(jī)(5)，計(jì)算機(jī)后處理系統(tǒng)(6)組成。組織中毛細(xì)血管受到壓迫時(shí)會(huì)發(fā)生短暫循環(huán)障礙。利用機(jī)械壓迫夾具(2)擠壓的 方式使乳腺組織血液循環(huán)減緩，放大乳腺組織代謝中的血氧含量變化。用660nm及850nm兩組紅外LED探頭(1)照射乳腺組織，并通過(guò)輪狀濾光片切換 裝置得到660nm透射圖像和850nm透射圖像。信號(hào)采集系統(tǒng)(3)采用單色冷CCD，靈敏度高，暗電流小。每秒分別采集1張660nm 圖像和850nm圖像，連續(xù)采集1分鐘時(shí)間，并通過(guò)計(jì)算機(jī)后處理系統(tǒng)分析。紅外LED探頭(1)和信號(hào)收集系統(tǒng)(3)可在IOOcm 150cm上調(diào)節(jié)高低位置，以 適應(yīng)不同高度的被檢查者。圖像結(jié)果保留在計(jì)算機(jī)中，并通過(guò)雙硬盤系統(tǒng)備份，也可通過(guò)光盤歸檔?？呻S時(shí)調(diào) 閱，復(fù)查。并可通過(guò)打印機(jī)輸出診斷報(bào)告，供臨床醫(yī)生分析。
權(quán)利要求近紅外乳腺血氧功能檢測(cè)儀，包括位于機(jī)械壓迫夾具上部的660nm及850nm兩組紅外LED探頭，位于機(jī)械壓迫夾具下部的由濾光片及單色冷CCD組成的信號(hào)采集系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)后處理系統(tǒng)及與之配套的資料顯示、貯存、輸出等設(shè)備組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述近紅外乳腺血氧功能檢測(cè)儀，其特征在于使用660nm及850nm 兩組紅外LED探頭，并通過(guò)信號(hào)采集系統(tǒng)得到乳腺組織近紅外透射圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述近紅外乳腺血氧功能檢測(cè)儀，其特征在于使用機(jī)械壓迫夾 具固定并擠壓乳腺組織。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述近紅外乳腺血氧功能檢測(cè)儀，其特征在于使用信號(hào)采集系 統(tǒng)連續(xù)采集1分鐘圖像，得到隨時(shí)間變化的血氧圖像。
專利摘要本實(shí)用新型涉及醫(yī)用診斷設(shè)備，特別是一種近紅外乳腺血氧功能檢測(cè)儀。包括近紅外探頭、信號(hào)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)后處理系統(tǒng)及與之配套的資料顯示、貯存、輸出等設(shè)備。信號(hào)采集系統(tǒng)連續(xù)采集受擠壓乳腺組織660nm和850nm圖像1分鐘，并提供給計(jì)算機(jī)后處理系統(tǒng)分析。通過(guò)分析得到的乳腺血氧變化圖像，可對(duì)乳腺病變，病變位置和治療情況等提供可靠依據(jù)。
文檔編號(hào)A61B5/145GK201759563SQ20102000024
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者張宓, 陳晶鑫, 鮑新民 申請(qǐng)人:鮑新民;陳晶鑫