本發(fā)明涉及一種用于腫瘤檢測和/或監(jiān)測，尤其是用于對象(諸如人或動物)的癌癥腫瘤的體內(nèi)檢測和/或監(jiān)測的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在Yang J,Staples O,Thomas LW,Briston T,Robson M,Poon E,ML,El-Emir E,Buffa FM,Ahmed A,Annear NP,Shukla D,Pedley BR,Maxwell PH,Harris AL,Ashcroft M.的文章“Human CHCHD4mitochondrial proteins regulate cellular oxygen consumption rate and metabolism and provide a critical role in hypoxia signaling and tumor progression”(J Clin Invest.2012年2月；122(2):600-11；doi:10.1172/JCI58780；Epub 2012年1月3日)中，描述了腫瘤細(xì)胞的氧敏機(jī)制的重要部分，其可以是朝向處置癌癥的新方式的前期步驟。隨著腫瘤迅速地生長和擴(kuò)大，將氧氣帶給其細(xì)胞的血管的網(wǎng)絡(luò)不能維持，這使一些細(xì)胞對氧氣饑餓或“缺氧”。這將殺死正常細(xì)胞，但是癌細(xì)胞已經(jīng)演變?yōu)橥ㄟ^啟動被稱為缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)的蛋白質(zhì)來擊敗這些條件，其繼而啟動細(xì)胞內(nèi)的其他分子。

該級聯(lián)(被稱為HIF響應(yīng))鼓勵新血管在腫瘤周圍生長并且生長到腫瘤中。其還通過使用備選方法產(chǎn)生能量來幫助腫瘤適應(yīng)于缺氧條件。

在由國家癌癥研究所(National Cancer Institute)支持的最新研究之一中，基于磁共振成像的較小的腫瘤被發(fā)現(xiàn)比較大的那些腫瘤顯著地更好地氧合。這確認(rèn)了示出取決于腫瘤的尺寸的缺氧環(huán)境的范圍的先前的調(diào)查研究。

不管低氧水平而能夠茁壯成長的腫瘤細(xì)胞更可能對處置有抵抗力。先前研究已經(jīng)示出靶向HIF響應(yīng)能夠阻止腫瘤生長和擴(kuò)散，并且改進(jìn)停止新血管的生長(所謂的“抗血管形成”)的藥物的效果，因此這些結(jié)果能夠為未來的更高效的癌癥處置帶來希望。

US 2004/039268A1公開了一種用于量化靶系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)的系統(tǒng)和方法。使用其中血紅蛋白是吸收性的光學(xué)波長(諸如近紅外)針對人類(或動物)的靶組織部位獲得光學(xué)斷層攝影的時間序列以觀察人類的血管的性質(zhì)?？梢詫?shù)據(jù)與例如來自健康人類的對應(yīng)的組織部位或來自人類的另一對應(yīng)的組織部位的基線數(shù)據(jù)相比較。例如，可以將人類的疑似癌癥乳房與已知健康乳房相比較以檢測血管中的差異。量度可以由流量、氧供需失衡和外圍效應(yīng)機(jī)理的更改調(diào)節(jié)的證據(jù)組成。可以與靶系統(tǒng)的多個部位之間的協(xié)調(diào)交互一起對靶組織部位的功能進(jìn)行分析。

US 2013/274610 A1公開了一種用于心血管脈動波的可視化的方法。利用穿過身體的皮膚的光對活體進(jìn)行照射以用于經(jīng)由吸收和/或散射與活體的血管系統(tǒng)相互作用。在聚焦幀中將從活體反射的光收集到圖像捕獲設(shè)備中。通過圖像捕獲單元捕獲一系列幀。將幀的系列的幀乘以與身體的周期性生理過程同步的參考函數(shù)。通過將幀的系列的幀上的相應(yīng)的像素總結(jié)到參考函數(shù)形成相關(guān)性圖像。根據(jù)身體的周期性生理過程的相位，從相關(guān)性圖像計算表示活體中的血液脈動波的動態(tài)的輸出圖像。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于自動、非侵?jǐn)_、快速、可靠并且客觀的腫瘤檢測和/或監(jiān)測的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

在本發(fā)明的第一方面中，呈現(xiàn)了一種用于腫瘤檢測和/或監(jiān)測的設(shè)備，所述設(shè)備包括：

-接口，其被配置為接收輸入信號，所述輸入信號表示200nm與1200nm之間的范圍中的至少兩個不同的波長處的從對象反射的電磁輻射，

-信號提取單元，其被配置為從所述輸入信號提取來自感興趣區(qū)域的光電體積描記，PPG，信號，

-第一分析單元，其被配置為分析從所述感興趣區(qū)域獲得的PPG信號的PPG幅度的空間分布，

-第二分析單元，其被配置為分析從所述PPG信號獲得的動脈血氧飽和度的空間分布，以及

-評價單元，其被配置為基于所述兩個分析來檢測和/或監(jiān)測所述感興趣區(qū)域中的腫瘤。

在本發(fā)明的另一方面中，呈現(xiàn)了一種對應(yīng)的方法。

在本發(fā)明的又一方面中，呈現(xiàn)了一種用于腫瘤檢測和/或監(jiān)測的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

-檢測單元，其被配置為檢測200nm與1200nm之間的范圍中的至少兩個不同的波長處的從對象反射的電磁輻射，以及

-本文公開的設(shè)備，其用于腫瘤檢測和/或監(jiān)測。

在本發(fā)明的又一方面中，提供了一種包括程序代碼單元的計算機(jī)程序，當(dāng)在計算機(jī)上執(zhí)行所述計算機(jī)程序時所述程序代碼單元用于令計算機(jī)執(zhí)行本文公開的方法的步驟；并且提供了一種非暫態(tài)計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，在所述非暫態(tài)計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)中存儲了計算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計算機(jī)程序產(chǎn)品在由處理器運行時令本文所公開的所述方法被執(zhí)行。

在從屬權(quán)利要求中限定了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。應(yīng)當(dāng)理解，請求保護(hù)的方法、處理器、計算機(jī)程序和介質(zhì)具有與請求保護(hù)并且如從屬權(quán)利要求中定義的系統(tǒng)相似和/或相同的優(yōu)選實施例。

本發(fā)明基于以下思想：檢測組織中的癌癥腫瘤的精確位置和/或基于對血管或微循環(huán)中的局部改變和局部動脈血氧飽和度(SpO2)的改變的分析來監(jiān)測癌癥腫瘤的發(fā)展。與SpO2改變的空間成像結(jié)合的血液脈動性的空間分析(通常還被稱為PPG成像)被用于實現(xiàn)改進(jìn)的癌癥的診斷和處置效果的監(jiān)測。換言之，根據(jù)本發(fā)明來測量腫瘤周圍的脈動的動脈血液的幅度的改變以及健康組織和癌組織周圍的SpO2(動脈血氧飽和度)的改變的動態(tài)中的差異。血容量的DC水平、組織血紅蛋白狀態(tài)、任何3D圖像因此都不是根據(jù)本發(fā)明的總體思想來獲得的，而是脈動的動脈血和其氧合的空間分布被用于期望的腫瘤檢測和/或監(jiān)測。

本發(fā)明評價體積描記(PPG)信號。光電體積描記術(shù)(PPG)是評估感興趣區(qū)或者感興趣體積的光反射率或者透射的時變變化的光學(xué)測量技術(shù)。PPG基于這樣的原理：血液與周圍組織相比吸收更多光，因此血液體積中的隨著每個心跳的改變對應(yīng)地影響透射或者反射率。除關(guān)于心率的信息之外，PPG波形能夠包括可歸因于諸如呼吸的另外的生理現(xiàn)象的信息。通過評估在不同波長(通常是紅色或者紅外的)處的透射率和/或反射率，血氧飽和度能夠被確定。

用于測量對象的心率和(動脈)血氧飽和度(也被稱為SpO2)的常規(guī)脈搏血氧計(在本文中也被稱為接觸式PPG)被附著到對象的皮膚，例如被附著到手指端部、耳垂或者額頭。因此，它們被稱為“接觸式”PPG設(shè)備。典型的脈搏血氧計包括作為光源的紅色LED和紅外LED以及用于檢測已經(jīng)被發(fā)射通過患者組織的光的一個光電二極管。市場上可購得的脈搏血氧計在紅色波長處的測量與紅外波長處的測量之間快速切換，并且因此在兩個不同波長處測量組織的相同區(qū)或者體積的透射率。這被稱為時分復(fù)用。在每個波長處的關(guān)于時間的透射率給出針對紅色和紅外波長的PPG波形。盡管接觸式PPG被視為基本上是非侵入技術(shù)，但是接觸式PPG測量常常被體驗為是不舒適的和侵?jǐn)_的，這是由于脈搏血氧計被直接附著到對象并且任何線纜限制運動的自由并且可能阻礙工作流程。

最近，用于非侵?jǐn)_測量的非接觸式、遠(yuǎn)程PPG(R-PPG)設(shè)備(在本文中也被稱為相機(jī)rPPG設(shè)備)已經(jīng)被引進(jìn)。遠(yuǎn)程PPG利用被設(shè)置為遠(yuǎn)離感興趣對象的光源，或者一般而言，輻射源。類似地，檢測器，例如相機(jī)或者相片檢測器，也能夠被設(shè)置為遠(yuǎn)離感興趣對象。因此，遠(yuǎn)程光電體積描記術(shù)系統(tǒng)和設(shè)備被視為非侵?jǐn)_的并且非常適于醫(yī)學(xué)以及非醫(yī)學(xué)日常應(yīng)用。

Verkruysse等人的“Remote plethysmographic imaging using ambient light”，Optics Express，16(26)，第21434-21445頁(2008年12月22日)證明能夠使用紅色、綠色和藍(lán)色顏色通道使用環(huán)境光和常規(guī)消費者水平相機(jī)來測量光電體積描記信號。

Wieringa等人的“Contactless Multiple Wavelength Photoplethysmographic Imaging:A First Step Toward"SpO2Camera"Technology”，Ann.Biomed.Eng.，33，1034-1041(2005)公開了一種用于基于對在不同波長處的光電體積描記信號的測量來對組織中的動脈氧飽和度進(jìn)行非接觸式成像的遠(yuǎn)程PPG系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括單色CMOS相機(jī)以及具有三個不同波長的LED的光源。相機(jī)順序地采集在三個不同波長處的對象的三個影片。能夠根據(jù)在單個波長處的影片確定脈搏率，然而為確定氧飽和度需要在不同波長處的至少兩個影片。所述測量在暗室中執(zhí)行，每次使用僅一個波長。

使用PPG技術(shù)，能夠來測量生命體征，其由皮膚中的微小光吸收變化所揭示，所述微小光吸收變化由搏動的血液體積所引起，即由通過血液體積搏動誘發(fā)的人皮膚的周期性顏色變化所引起。本發(fā)明使用PPG技術(shù)來獲得關(guān)于PPG幅度的空間分布和SpO2的所述空間分布，該信息然后被用于檢測和/或監(jiān)測感興趣區(qū)域中的腫瘤。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述設(shè)備還包括：接口，其被配置為接收輸入信號，所述輸入信號表示在200nm與1200nm之間的范圍中的至少兩個不同的波長處的從對象反射的電磁輻射；以及信號提取單元，其被配置為從所述輸入信號提取光電體積描記，PPG，信號。因此，基于圖像的方法被用于獲得所述PPG信號，如通常被用于使用遠(yuǎn)程PPG技術(shù)獲得患者的生命體征。優(yōu)選地，諸如相機(jī)(例如，外部視頻相機(jī)或內(nèi)窺鏡相機(jī))的成像單元被用于尤其以圖像幀的集合的形式獲得所述電磁輻射。對用于無接觸數(shù)據(jù)采集的外部相機(jī)的使用是非侵?jǐn)_且便宜的，并且能夠在需要時連續(xù)地被應(yīng)用。在其他實施例中，一個或多個脈搏血氧計傳感器可以被用于采集表示PPG信號的反射的電磁輻射。

在優(yōu)選的實施例中，所述第一分析單元被配置為檢測具有比其他位置更高的PPG幅度的位置。具有更高的PPG幅度的所述位置指示高血液脈動性，其可以由形成在癌癥腫瘤周圍并且到癌癥腫瘤中的新血管引起，使得這樣的位置的檢測指示腫瘤的存在。

在另一優(yōu)選的實施例中，所述第二分析單元被配置為隨時間分析動脈血氧飽和度的所述空間分布。所述第二分析單元尤其被配置為檢測示出與其他位置不同的所述動脈血氧飽和度的改變的動態(tài)的位置。癌癥腫瘤周圍的組織中的位置示出了與健康組織不同的SpO2改變的動態(tài)，使得這樣的位置的檢測指示腫瘤的存在。在優(yōu)選的實施例中，在誘導(dǎo)針對其對應(yīng)的控制器和/或用戶接口可以被提供的氧供應(yīng)的改變之后(例如，通過屏住呼吸或通過降低呼吸空氣中的氧含量)監(jiān)測動脈氧氣濃度的改變的空間分布。

在又一優(yōu)選的實施例中，所述設(shè)備還包括第三分析單元，所述第三分析單元被配置為分析從所述PPG信號獲得的組織氧飽和度(StO2)的空間分布。所述第三分析單元尤其被配置為檢測具有比其他位置更低的組織氧飽和度的位置。具有低飽和度的位置指示癌癥腫瘤的位置，使得從對組織氧飽和度的分析獲得的額外信息還改進(jìn)了組織的檢測和監(jiān)測的準(zhǔn)確性和可靠性。

在另一實施例中，所述設(shè)備還包括第四分析單元，所述第四分析單元被配置為分析皮膚顏色的空間一致性。該實施例對于對皮膚癌(諸如黒色素瘤)的檢測是特別有用的。

在另一實施例中，所述評價單元被配置為隨時間評價所述分析的結(jié)果以隨時間監(jiān)測腫瘤的發(fā)展。此外，能夠以該方式監(jiān)測癌癥處置的效果。

在所述系統(tǒng)的實施例中，所述檢測單元包括成像單元和/或一個或多個脈搏血氧計傳感器，所述成像單元被配置為采集包括圖像信息的對象的圖像幀的集合。

在所述系統(tǒng)的實施例中，照射單元被提供，其被配置為利用優(yōu)選地在一個或多個期望的波長處的光照射感興趣區(qū)域，以改進(jìn)對圖像數(shù)據(jù)和來自所述圖像數(shù)據(jù)的PPG信號的采集。

在所述系統(tǒng)的又一實施例中，在所述成像單元內(nèi)或前面和/或在所述照射單元內(nèi)或前面提供偏振器。這樣的偏振器降低鏡面反射對所述測量結(jié)果的影響，這對于其中光譜反射可以具體地出現(xiàn)的內(nèi)窺鏡應(yīng)用是特別有利的。

根據(jù)又一方面，提供了一種用于腫瘤檢測和/或監(jiān)測的設(shè)備，所述設(shè)備包括接口以及處理器，所述接口被配置為接收輸入信號，所述輸入信號表示200nm與1200nm之間的范圍中的至少兩個不同的波長處的從對象反射的電磁輻射，所述處理器被配置為：

-從所述輸入信號提取來自感興趣區(qū)域的光電體積描記，PPG，信號，

-分析從所述感興趣區(qū)域獲得的PPG信號的PPG幅度的空間分布，

-分析從所述PPG信號獲得的動脈血氧飽和度的空間分布，并且

-基于所述兩個分析來檢測和/或監(jiān)測所述感興趣區(qū)域中的腫瘤。

附圖說明

本發(fā)明的這些和其他方面將根據(jù)下文描述的(一個或多個)實施例而顯而易見，并且參考下文描述的(一個或多個)實施例得以闡述。在以下附圖中，

圖1示出了包括根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的系統(tǒng)的第一實施例的示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第一實施例的示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第二實施例的示意圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第三實施例的示意圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第二實施例的示意圖；并且

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第三實施例的示意圖。

具體實施方式

圖1示出了包括根據(jù)本發(fā)明的用于對象14的腫瘤的檢測和/或監(jiān)測的設(shè)備12的系統(tǒng)10的第一實施例的示意圖。對象14(在該范例中為患者)在于例如醫(yī)院或其它醫(yī)療保健設(shè)施中的床16上，但也可以是例如在于恒溫箱中的新生兒或早產(chǎn)兒，或者在家中或在不同環(huán)境中的人。借助于包括適合的光電傳感器的相機(jī)18(通常地還被稱為檢測單元或成像單元或基于相機(jī)的或遠(yuǎn)程PPG傳感器)采集對象14的圖像幀。相機(jī)18將記錄的圖像幀轉(zhuǎn)發(fā)給其中將對圖像幀進(jìn)行處理的設(shè)備12，如下文更詳細(xì)解釋的。設(shè)備12優(yōu)選地包括接口20，其用于顯示所確定的信息和/或用于給醫(yī)學(xué)人員提供改變設(shè)備12和/或系統(tǒng)10的其他元件的設(shè)置的接口。這樣的接口20可以包括不同的顯示器、按鈕、觸摸屏、鍵盤或其他人機(jī)接口裝置。

系統(tǒng)10還可以包括諸如燈的光源22(還被稱為照射源)，其用于利用例如在(一個或多個)預(yù)定波長范圍內(nèi)(例如，在紅、綠和/或紅外波長范圍內(nèi))的光照射感興趣區(qū)域24，諸如患者的臉的皮膚或身體的任何其他裸露部分或內(nèi)部組織(例如，使用內(nèi)窺鏡相機(jī)單元，如下文將解釋的)。通過相機(jī)18檢測響應(yīng)于所述照射從所述感興趣區(qū)域24反射的光。在另一實施例中，未提供專用光源，而是環(huán)境光被用于對對象14的照射。從反射的光，僅可以檢測和/或評價期望的波長范圍內(nèi)的光(例如，綠光)。

系統(tǒng)10任選地還可以包括在光源22、照相18或兩者內(nèi)或前面的一個或多個偏振器19、23以降低鏡面反射對測量結(jié)果的影響。這對于內(nèi)窺鏡應(yīng)用而言是特別有利的，其中，鏡面反射由于高液體水平而常常是顯著的。

通過相機(jī)18捕獲的圖像幀可以具體地對應(yīng)于借助于模擬或數(shù)字光傳感器(例如在(數(shù)字)相機(jī)中)捕獲的視頻序列。這樣的相機(jī)18通常包括光傳感器，諸如CMOS或CCD傳感器，這種相機(jī)18通常包括光傳感器，諸如CMOS或CCD傳感器，其也可以操作在特定的光譜范圍(可見，IR)中或者提供用于不同光譜范圍的信息。相機(jī)18可以提供模擬或數(shù)字信號。圖像幀包括具有相關(guān)聯(lián)的像素值的多個圖像像素。尤其是，圖像幀包括表示利用光傳感器的不同光敏感元件捕獲的光強(qiáng)度值的像素。這些光敏感元件可以敏感于特定光譜范圍(即，表示特定顏色)。圖像幀包括表示對象的皮膚部分的至少一些圖像像素。因此，圖像像素可以對應(yīng)于光檢測器的一個光敏感元件及其(模擬或數(shù)字)輸出，或者可以基于多個光敏感元件的組合(例如，通過劃分)來被確定。

設(shè)備12、相機(jī)18與光源22之間的單向通信或雙向通信可以經(jīng)由無線通信接口或有線通信接口工作，由此應(yīng)當(dāng)指出，光源22還可以被配置為獨立操作，而不與設(shè)備12通信。而且，設(shè)備12和/或光源22還可以并入相機(jī)18中。

如圖1中圖示的系統(tǒng)10可以例如被定位在醫(yī)院、健康設(shè)施、老年人保健設(shè)施、保育箱等中。這樣的系統(tǒng)的元件通常在使用上文所提到的遠(yuǎn)程PPG技術(shù)的生命體征監(jiān)測的領(lǐng)域中是已知的。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備12a的第一實施例的更詳細(xì)的示意圖。設(shè)備12a包括接口30，所述接口用于接收包括在光的范圍內(nèi)(尤其是，在200nm與1200nm之間的范圍內(nèi))的至少兩個不同的波長處的圖像信息的對象(或者更一般地表示從對象反射的電磁輻射的輸入信號)的圖像幀的集合。接口30具體地接收由相機(jī)18采集的圖像幀的集合，所述相機(jī)通常被配置用于無接觸地檢測響應(yīng)于環(huán)境照射或光源22的照射從對象14反射的輻射。信號提取單元32被提供用于從圖像幀的所述集合提取來自感興趣區(qū)域的光電體積描記(PPG)信號。然后，對所述PPG進(jìn)行分析和評價。

第一分析單元34被提供用于分析從感興趣區(qū)域獲得的PPG信號的PPG幅度的空間分布。第二分析單元36被提供用于分析從所述PPG信號獲得的動脈血氧飽和度的空間分布。然后，所述兩個分析的結(jié)果由評價單元38用于檢測和/或監(jiān)測所述感興趣區(qū)域中的腫瘤。所述評價的結(jié)果可以例如是所檢查的感興趣區(qū)域包含或不包含腫瘤的任選地利用概率的指示。

取決于如何和在何處應(yīng)用本發(fā)明，設(shè)備12a的各種單元可以被包括在一個或多個數(shù)字或模擬處理器中。不同的單元可以完全或部分地被實施在軟件中并且在連接到用于獲得對象的圖像幀的設(shè)備(諸如相機(jī)設(shè)備)的個人計算機(jī)上被執(zhí)行。所需要的功能中的一些或全部還可以被實施在硬件中，例如，在專用集成電路(ASIC)或在現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)中。

第一分析單元34優(yōu)選地被配置為測量PPG幅度(PPG成像)的空間分布以便檢測具有由在癌癥腫瘤周圍和到癌癥腫瘤中的新血管引起的高PPG幅度的位置。

第二分析單元36優(yōu)選地被配置為檢測示出與其他位置不同的動脈血氧飽和度(SpO2)的改變的動態(tài)的位置。癌癥腫瘤周圍的組織中的位置將具有與健康組織不同的SpO2改變的動態(tài)。

在優(yōu)選實施例中，由第二分析單元獲得SpO2圖。通過誘導(dǎo)氧供應(yīng)的改變(例如，通過屏住呼吸，或者通過降低呼吸空氣中的氧含量)并且監(jiān)測SpO2的改變的空間分布對該SpO2圖(尤其是該SpO2圖的改變)進(jìn)行分析。出于該目的，如圖3中所描繪的設(shè)備12b的第二實施例中示范性示出的，可以提供用于誘導(dǎo)對對象14的氧供應(yīng)的改變的控制器40和/或用戶接口42。例如，控制器40可以控制被提供給對象14的呼吸空氣中的氧含量(例如，經(jīng)由面罩)。額外地或者備選地，用戶接口可以將指令提供給針對受控呼吸的對象14，例如以屏住呼吸一段時間并且在所述時間之后深吸氣。

本發(fā)明使用SpO2改變的空間非一致性的分析。因此，為了提供這樣的分析，SpO2需要改變。這樣的改變可以是動脈氧合的僅正常(健康)變化(例如，由于體育鍛煉)或可以通過臨時降低氧供應(yīng)人工地誘導(dǎo)(屏住呼吸、降低空氣的氧飽和度)。因此，臨時降低氧氣的供應(yīng)的任何方法能夠被用于獲得SpO2圖。

設(shè)備12b的第二實施例還包括第三分析單元44，所述第三分析單元用于分析從所述PPG信號獲得的組織氧飽和度的空間分布。具體地，檢測具有比其他位置更低的組織氧飽和度的位置。優(yōu)選地，通過測量StO2的空間分布并且檢測具有將對應(yīng)于癌癥腫瘤位置的低飽和度的位置來獲得StO2圖。

額外地或者備選地，第四分析單元46被提供用于根據(jù)所述PPG信號分析皮膚顏色的空間一致性，尤其是以測量顏色DC水平，其在皮膚癌(諸如黒色素瘤)的檢測中是特別有用的。皮膚癌(諸如黒色素瘤)的癥狀是痣和/或其他皮膚生長(諸如胎記)的尺寸、形狀、顏色的改變。黒色素瘤可以表現(xiàn)為新痣。然而，用于診斷的該方法常常缺少特異性。因此，本發(fā)明的該實施例通過將如上文所討論的SpO2和PPG成像與基于局部皮膚顏色改變的皮膚癌檢測的其他方法組合來提供特異性的改進(jìn)。

優(yōu)選地，評價單元38被配置為隨時間評價所述分析的結(jié)果以隨時間監(jiān)測腫瘤的發(fā)展。這允許不僅檢測腫瘤而且監(jiān)測腫瘤的發(fā)展(例如，尺寸和/或形式的改變)和癌癥治療的進(jìn)展。

還可以與上文所描述的實施例不同地進(jìn)行到第一分析單元34和第二分析單元36的輸入信息的采集，即，PPG信號的采集。PPG信號還可以被提前采集并且存儲在存儲器中以用于之后的分析和評價。因此，如圖4中示意性地描繪的設(shè)備12c的第三更一般的實施例可以僅包括第一分析單元34、第二分析單元36和評價單元38，如上文所描述的。PPG信號然后直接被提供到分析單元34、36以供處理。

在圖5中示意性地描繪了系統(tǒng)10a的另一實施例。代替于成像單元和照射單元，其包括放置在對象的身體處的一個或多個接觸式脈搏血氧計傳感器50、52、54，以用于獲得表示(尤其是紅色和紅外波長范圍內(nèi)的)從對象12的皮膚反射的電磁輻射的PPG信號。所述脈搏血氧計傳感器50、52、54優(yōu)選地與被用于在反射模式中獲得SpO2信息的常規(guī)傳感器相似或者相同。設(shè)備12可以被配置為圖4中所示的實施例，因為傳感器50、52、54可以直接提供PPG信號。因此，通常，用于與從由相機(jī)采集的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出的PPG信號(即，以無接觸方式)一起使用的如上文所討論的相同原理能夠與由脈搏血氧計傳感器獲得的PPG信號(即，以接觸方式)一起使用。

通常，本發(fā)明能夠應(yīng)用于任何內(nèi)部或外部身體組織處的腫瘤的檢測和/或監(jiān)測。圖6示出了系統(tǒng)10b的又一實施例。在該實施例中，承載作為成像單元的相機(jī)62的內(nèi)窺鏡60和，任選地，照射源(未示出)被用于在感興趣區(qū)處從身體內(nèi)獲得圖像數(shù)據(jù)。設(shè)備12可以被配置為如圖2或圖3中所示，即，以與上文所解釋的基本上相同的方式評價由內(nèi)窺鏡相機(jī)62獲得的圖像數(shù)據(jù)。

因此，所提出的系統(tǒng)、設(shè)備和方法被配置為檢測來自上文所提到的參數(shù)的至少兩個參數(shù)的空間分布中的異常，所述參數(shù)對于癌癥腫瘤而言是特異的。通過客觀地估計癌癥腫瘤的空間位置周圍的PPG成像的參數(shù)、SpO2圖和/或StO2圖的改變(尤其是與健康組織相比較)，能夠監(jiān)測癌癥處置的效果。優(yōu)選地利用可見顏色光譜和不可見顏色光譜中的至少兩個波長由相機(jī)收集PPG成像、SPO2圖以及，任選地，StO2圖和DC分布的信息。通過范例，本發(fā)明能夠被應(yīng)用在醫(yī)療保健，例如，不侵?jǐn)_的遠(yuǎn)程患者監(jiān)測和一般監(jiān)控的領(lǐng)域中。一般而言，本發(fā)明允許抽樣檢查和連續(xù)監(jiān)測兩者。而且，本發(fā)明能夠用在用于腫瘤檢測的圍手術(shù)期護(hù)理中。

盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性或示范性的，而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過研究附圖、公開內(nèi)容以及權(quán)利要求書，在實踐請求保護(hù)的本發(fā)明時能夠理解并且實現(xiàn)對所公開的實施例的其他變型。

在權(quán)利要求書中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且詞語“一”或“一個”不排除多個。單個元件或其他單元可以履行權(quán)利要求書中所記載的若干個項目的功能。盡管在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載了特定措施，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。

此外，不同實施例能夠采取計算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，所述計算機(jī)程序產(chǎn)品可從計算機(jī)可用或計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存取，所述計算機(jī)可用或計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)提供用于由計算機(jī)或任何指令運行系統(tǒng)使用或者與計算機(jī)或任何指令運行系統(tǒng)結(jié)合來使用的程序代碼。出于這種描述目的，計算機(jī)可用或計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)能夠是可以包含、存儲、通信、傳播或運輸用于由指令運行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或與其結(jié)合來使用的程序的任何裝置。

目前為止，因為本公開的實施例已經(jīng)被描述為至少部分由軟件控制數(shù)據(jù)處理設(shè)備實施，因此將認(rèn)識到，承載這樣的軟件的非暫態(tài)計算機(jī)可讀介質(zhì)，諸如光盤、磁盤、半導(dǎo)體存儲器等也被認(rèn)為表示本公開的實施例。

計算機(jī)可用或者計算機(jī)可讀介質(zhì)能夠例如為，但不限于，電子、磁性、光學(xué)、電磁、紅外或者半導(dǎo)體系統(tǒng)或者傳播介質(zhì)。計算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性范例包括：半導(dǎo)體或者固態(tài)存儲器、磁帶、可移除計算機(jī)軟盤、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、剛性磁盤以及光盤。光盤的當(dāng)前范例包括壓縮盤-只讀存儲器(CD-ROM)、壓縮盤-讀/寫(CD-R/W)、Blu-Ray^TM以及DVD。

此外，計算機(jī)可用或者計算機(jī)可讀介質(zhì)可以包含或者存儲計算機(jī)可用或者計算機(jī)可讀程序代碼，使得當(dāng)在計算機(jī)上運行計算機(jī)可用或者計算機(jī)可讀程序代碼時，對該計算機(jī)可用或者計算機(jī)可讀程序代碼的運行令計算機(jī)通過通信鏈路發(fā)送另一計算機(jī)可用或者計算機(jī)可讀程序代碼。該通信鏈路可以使用介質(zhì)，其例如為但不限于物理或者無線。

適于存儲和/或運行計算機(jī)可用或者計算機(jī)可讀程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或者設(shè)備將包括通過諸如系統(tǒng)總線的通信架構(gòu)間接或者直接耦合到存儲器元件的一個或多個處理器。存儲器元件可以包括在程序的運行期間采用的本地存儲器、海量存儲設(shè)備和高速緩沖存儲器，其提供至少一些計算機(jī)可用或者計算機(jī)可讀程序代碼的臨時存儲，以降低在代碼的運行期間代碼能夠從海量存儲設(shè)備被檢索的次數(shù)。

輸入/輸出或者I/O設(shè)備能夠直接或者通過中間I/O控制器耦合到系統(tǒng)。這些設(shè)備可以包括，例如但不限于，鍵盤、觸摸屏顯示器以及指點設(shè)備。不同通信適配器也可以耦合到系統(tǒng)以使得數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠變得通過私人或者公共網(wǎng)絡(luò)耦合到其他數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程打印機(jī)或者存儲設(shè)備。非限制性范例為調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)絡(luò)適配器并且僅是通信適配器的少許當(dāng)前可用類型。

不同說明性實施例的描述出于圖示和描述的目的而被提出，并且不旨在詳盡列舉或者限于采取公開的形式的實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，許多修改可變化是顯而易見的。此外，不同說明性實施例與其他說明性實施例相比可以通過不同優(yōu)點。選定的一個或多個實施例被選擇和描述，以便最好地解釋實施例的原理、當(dāng)前應(yīng)用，并且使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解對具有不同修改的各個實施例的公開適于預(yù)期的特定使用。通過閱讀附圖、公開和權(quán)利要求書，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實踐請求保護(hù)的本發(fā)明時能夠理解并且實現(xiàn)對公開的實施例的其他變化。