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借助于內(nèi)膠囊識(shí)別胃腸道內(nèi)的腫瘤病變組織的方法和設(shè)備的制作方法

文檔序號(hào):6361022閱讀:261來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:借助于內(nèi)膠囊識(shí)別胃腸道內(nèi)的腫瘤病變組織的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及借助于內(nèi)膠囊識(shí)別胃腸道內(nèi)的腫瘤病變的細(xì)胞組織的方法。
背景技術(shù)
為識(shí)別胃腸道內(nèi)的癌,例如在胃鏡的過(guò)程中獲取組織樣本,且對(duì)其檢測(cè)癌的存在。在此,經(jīng)常要求多次活組織切片檢查。為降低其次數(shù),使用所謂的自熒光內(nèi)膠囊,其中利用由于在惡性組織內(nèi)高濃度的高的物質(zhì)交換活性而導(dǎo)致的身體自身的熒光現(xiàn)象?;罱M織切片檢查控制的另外的可能性是使用內(nèi)窺鏡,即借助于整合在內(nèi)窺鏡內(nèi)的顯微鏡的檢查,其中必須為患者給予對(duì)照劑以對(duì)組織染色。但在兩個(gè)情況中都需要活組織切片檢查。所獲取的組織樣本在實(shí)驗(yàn)室中被組織學(xué)檢查。在此,例如由深度冷凍的細(xì)胞組織樣本制成切片,所述切片然后被病理學(xué)家判定。為此要求高的時(shí)間花費(fèi),因?yàn)椴粌H樣本準(zhǔn)備而且記錄和運(yùn)輸都要求時(shí)間。等待時(shí)間也不可避免。結(jié)果經(jīng)常僅在數(shù)日后才得到,這導(dǎo)致 各患者的高的心理負(fù)擔(dān)。除以上所述的組織樣本的判斷外,也已知執(zhí)行用于腫瘤診斷的熒光細(xì)胞鏡檢查。在此,以合適的化學(xué)物質(zhì)使腫瘤病變的細(xì)胞組織光敏化,且在以光輻射時(shí)在如此預(yù)先準(zhǔn)備的細(xì)胞上激勵(lì)熒光。在此,用于激勵(lì)的光具有與熒光不同的顏色。但所使用的物質(zhì)是強(qiáng)光毒性的,且在相應(yīng)的被處理的組織上可能導(dǎo)致壞死。但這也可被用于治療癌變腫瘤。但在此要求獲知腫瘤病變的細(xì)胞組織的位置和擴(kuò)展。為識(shí)別腫瘤病變的細(xì)胞組織,使用其中注射5-氨基乙酰丙酸的所謂的5-ALA誘導(dǎo)檢測(cè),或使用商業(yè)上已知為Hexvix和TOOKAD的且其中使用另外的光活性物質(zhì)的方法。在此,缺點(diǎn)是必須將物質(zhì)引入到患者體內(nèi),所述物質(zhì)對(duì)于各患者直接地且然后在更長(zhǎng)的時(shí)間段上作用于患者,因?yàn)榛颊呤艿教岣叩墓饷粜缘挠绊?。在注射物質(zhì)之后,然后可非直接地執(zhí)行檢查,因?yàn)楸仨毜却磻?yīng)時(shí)間,而所述反應(yīng)時(shí)間因患者而不同。此外,從DE 68925586T2中已知了用于激光誘導(dǎo)的組織熒光的方法,其中通過(guò)熒光激勵(lì)和在熒光的被檢測(cè)的波長(zhǎng)譜內(nèi)檢測(cè)確定的特征波長(zhǎng)應(yīng)可斷定各細(xì)胞組織類型。但已顯示,可激勵(lì)熒光的內(nèi)源性染色體中的自熒光在可以是腫瘤病變的或健康的細(xì)胞組織的情況下根據(jù)在熒光譜中出現(xiàn)的一個(gè)或也可能多個(gè)波長(zhǎng)的出現(xiàn)是非單義的,因?yàn)椴煌募?xì)胞的協(xié)作特性不可被忽略。此不同的因素和生物分子細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)的影響,且不能以足夠的可靠性實(shí)現(xiàn)細(xì)胞組織是健康的還是腫瘤病變的細(xì)胞組織的關(guān)聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的任務(wù)是可實(shí)現(xiàn)在膠囊內(nèi)窺鏡的過(guò)程中在更短的時(shí)間內(nèi)且以足夠的診斷安全性來(lái)識(shí)別胃腸道內(nèi)的腫瘤病變的細(xì)胞組織。根據(jù)本發(fā)明,此任務(wù)以根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法和根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備解決。本發(fā)明的有利的構(gòu)造和擴(kuò)展可以以在從屬權(quán)利要求中給出的特征實(shí)現(xiàn)。借助在內(nèi)膠囊中存在的輻射源將電磁輻射局部限定地發(fā)射到待檢查的胃腸道細(xì)胞組織上,例如胃粘膜上,且在輻射源關(guān)閉之后的時(shí)刻to在細(xì)胞組織上時(shí)間分辨且譜分辨地檢測(cè)由電磁輻射所激勵(lì)的細(xì)胞組織的自熒光強(qiáng)度的衰減特性。自熒光強(qiáng)度的檢測(cè)在此借助于一個(gè)或多個(gè)已知的掃描率進(jìn)行,且對(duì)于至少一個(gè)波長(zhǎng)執(zhí)行。優(yōu)選地,掃描率在檢測(cè)時(shí)保持恒定。以所確定的強(qiáng)度測(cè)量值通過(guò)考慮各已知的掃描率根據(jù)等式(I)和(2)確定強(qiáng)度衰減特性的差值自相關(guān)函數(shù)c(t)。I (t) = I (t0) - [I (t0) -I (t ^00 ) ] * [l-R(t-t0)](I)其中R (t-t0) =< Δ I (t) Δ I (t0) > t/ < Λ I2 > t 且Δ I (t) = I (t)-I (t —00 )(2)在此,I(t —⑴)是受激熒光在無(wú)限長(zhǎng)弛豫后的強(qiáng)度,所述強(qiáng)度很低。弛豫函數(shù)R(t)從熒光波動(dòng)的相關(guān)函數(shù)得到,其中<> t表示時(shí)間均值。函數(shù)C(t) = 2[l_R(t)]表示了所屬的差值自相關(guān)函數(shù),對(duì)于該差值自相關(guān)函數(shù)在協(xié)作熒光過(guò)程中可考慮如下關(guān)系C(t) t2H(3)指數(shù)H或可由其計(jì)算的統(tǒng)計(jì)強(qiáng)度波動(dòng)的分形維數(shù)Df在此是用于評(píng)價(jià)的特征量。在此,得到DF=2_H,且可考慮為用于區(qū)分健康的和腫瘤病變的細(xì)胞組織。指數(shù)H可通過(guò)線性回歸確定。值Df可在各被輻射的細(xì)胞組織的腫瘤病變方面被考慮以用于分類。為進(jìn)行分類,可執(zhí)行與腫瘤特定的閾值的比較。但也可在分類時(shí)進(jìn)行對(duì)于腫瘤存在概率的描述。通過(guò)考慮所給出的等式,對(duì)于各被輻射的細(xì)胞組織計(jì)算分形維數(shù)Df,且將所確定的分形維數(shù)Df的值與腫瘤特定的閾值進(jìn)行比較。在上超閾值時(shí)將被輻射的細(xì)胞組織樣本的細(xì)胞組織分類為腫瘤病變的細(xì)胞組織。在下超此閾值時(shí),細(xì)胞組織是健康的細(xì)胞組織。閾值是I和2之間的數(shù)值。因此,可在被檢查的細(xì)胞組織上活體地執(zhí)行輻射、檢測(cè)和計(jì)算分形維數(shù)Df,以定位健康的細(xì)胞組織和可能腫瘤病變的細(xì)胞組織。在此,可通過(guò)將內(nèi)膠囊通過(guò)磁體引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)到各位置而在不同的位置進(jìn)行尋找。為此,內(nèi)膠囊含有磁體系統(tǒng),所述磁體系統(tǒng)與外部磁場(chǎng)相互作用,例如在DE 10142253C1中所描述。在估計(jì)強(qiáng)度衰減特性時(shí),在本發(fā)明中在細(xì)胞組織內(nèi)的集體電子躍遷(kolIektiveElektronenubergange)通過(guò)代數(shù)時(shí)間關(guān)系描述。優(yōu)選將單色電磁輻射用于被輻射的細(xì)胞組織的自熒光激勵(lì)。為此,特別合適的是其波長(zhǎng)范圍在200nm至650nm之間的電磁福射。作為福射源,可使用激光光源。對(duì)自突光的激勵(lì),波長(zhǎng)為337nm的電磁輻射是合適的。在本發(fā)明中,如已表述,可僅檢測(cè)且然后考慮從待檢查的細(xì)胞組織的自熒光的譜中選擇的波長(zhǎng)。但也可考慮兩個(gè)和多個(gè)可相互不同的且可相互明顯更大或更小的波長(zhǎng)。但合適的是檢測(cè)在被激勵(lì)的自熒光的波長(zhǎng)范圍附近的間隔內(nèi)的強(qiáng)度測(cè)量值,且確定從同時(shí)對(duì)于在波長(zhǎng)間隔內(nèi)的不同的波長(zhǎng)檢測(cè)的熒光強(qiáng)度所計(jì)算的平均值的強(qiáng)度衰減特性c(t)的差值自相關(guān)函數(shù),且由此對(duì)被輻射的細(xì)胞組織計(jì)算分形維數(shù)df。
為形成平均值,應(yīng)從所選擇的波長(zhǎng)間隔內(nèi)考慮至少30個(gè)波長(zhǎng)。因此,來(lái)自此波長(zhǎng)間隔的被考慮的波長(zhǎng)的距離的差值應(yīng)分別相等。因此,可例如在421nm±15nm的波長(zhǎng)間隔內(nèi)執(zhí)行檢測(cè)。檢測(cè)可使用光譜儀在< IOOOps的掃描率下,優(yōu)選地在< IOOps的掃描率下,特別優(yōu)選地在大約50ps的掃描率下執(zhí)行。在細(xì)胞組織上可在多個(gè)位置上執(zhí)行檢查。但在此應(yīng)分別在細(xì)胞組織的所選擇的位置上保持相同的輻射。因此,應(yīng)分別以相同的能量輻射相同的面積。為此,一個(gè)或多個(gè)光纖到被輻射的細(xì)胞組織的表面的距離應(yīng)恒定。為在馬上執(zhí)行的或隨后執(zhí)行的對(duì)于患者-對(duì)所述患者已執(zhí)行活體檢查-的手術(shù)介入時(shí)進(jìn)行評(píng)估且如需要進(jìn)行考慮,應(yīng)檢測(cè)且記錄細(xì)胞組織的各位置上的情況而使其可被追溯。在細(xì)胞組織上的檢查可相繼地或同時(shí)地在多個(gè)位置上執(zhí)行。在后者情況中可將電磁輻射例如通過(guò)多個(gè)相應(yīng)地布置的光纖在細(xì)胞組織或細(xì)胞組織樣本上向不同的位置定向 以用于激勵(lì)自熒光,且在輻射源關(guān)閉后通過(guò)光纖將由于細(xì)胞組織的自熒光導(dǎo)致的從此處發(fā)射的電磁輻射的強(qiáng)度I(t)引導(dǎo)到檢測(cè)器。使用本發(fā)明可同時(shí)地且直接地在手術(shù)室內(nèi)執(zhí)行檢查。能以很高的概率從健康的細(xì)胞組織區(qū)分出腫瘤病變的組織。在獲知各獲取位置時(shí),本發(fā)明提供了應(yīng)從何處手術(shù)移除細(xì)胞組織和手術(shù)移除多少細(xì)胞組織的良好的決定基礎(chǔ)。包括內(nèi)膠囊或此類膠囊的用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)備形成為使得向活細(xì)胞組織局部限定地施加由輻射源發(fā)射的電磁輻射,且用于時(shí)間分辨且譜分辨地檢測(cè)各先前被輻射的細(xì)胞組織的自熒光強(qiáng)度的檢測(cè)器連接在電子評(píng)估單元上,以所述電子評(píng)估單元可從所確定的強(qiáng)度測(cè)量值確定差值自相關(guān)函數(shù)C(t)。使用電子評(píng)估單元可計(jì)算分形維數(shù)Df且將分形維數(shù)Df的此值與腫瘤特定的閾值進(jìn)行比較。內(nèi)膠囊在此可包括全部所要求的部件,或僅包括其部分,如將在下文中進(jìn)一步解釋。取消了如在活組織切片檢查中所要求的對(duì)于待檢查細(xì)胞組織的費(fèi)時(shí)的準(zhǔn)備。以此,降低了患者的心理負(fù)擔(dān),因?yàn)闄z查結(jié)果在明顯更短的時(shí)間之后給出??珊芎玫貐^(qū)分惡性細(xì)胞組織和良性細(xì)胞組織。也可不要求在患者體內(nèi)注射帶有前述缺點(diǎn)的附加的物質(zhì)。


如下將進(jìn)一步示例性地解釋本發(fā)明。在此,各圖為圖I示出了在421nm的恒定的波長(zhǎng)下的時(shí)間分辨地記錄的強(qiáng)度衰減特性的曲線圖;圖2示出了以421nm波長(zhǎng)附近的波長(zhǎng)間隔內(nèi)的多個(gè)波長(zhǎng)的平均值生成的時(shí)間分辨地記錄的強(qiáng)度衰減特性的曲線圖;圖3示出了在強(qiáng)度衰減期間的差值自相關(guān)函數(shù)隨時(shí)間的歷程;和圖4至圖10示出了不同構(gòu)造的設(shè)備或內(nèi)膠囊。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖I至圖3的曲線圖基于由于簡(jiǎn)化原因且由于可重復(fù)性的原因不在體內(nèi)而在試管內(nèi)執(zhí)行的檢查。細(xì)胞組織樣本在放置在作為細(xì)胞組織樣本的容器的槽內(nèi)且通過(guò)光纖將將電磁輻射定向到細(xì)胞組織樣本的預(yù)先給定的位置。作為輻射源,使用氮激光器。用于細(xì)胞組織的自熒光激勵(lì)的電磁輻射的波長(zhǎng)為337nm。所獲取的細(xì)胞樣本為延緩壞死被冷卻到15°C的溫度,且至少直至檢查結(jié)束后被保持在此溫度下。在輻射源關(guān)閉之后在h時(shí)刻,在相同的光纖上將作為細(xì)胞組織的自熒光的結(jié)果所發(fā)射的電磁輻射引導(dǎo)到光譜儀,以所述光譜儀可實(shí)現(xiàn)在從大約300nm至大約600nm的波長(zhǎng)間隔內(nèi)的檢測(cè)。選擇421nm的特征頻率,在此頻率下出現(xiàn)升高的自熒光強(qiáng)度。在檢測(cè)時(shí)保持50ps的掃描率且從時(shí)刻h在IOns的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)。以強(qiáng) 度測(cè)量值根據(jù)等式(I)至(3)進(jìn)行評(píng)估,且確定差值自相關(guān)函數(shù),如在圖3中所示。因?yàn)樵趩为?dú)波長(zhǎng)的強(qiáng)度衰減特性中記錄了噪聲,所以以所形成的平均值進(jìn)行的評(píng)估以模擬形式重復(fù)。在此,使用處在421nm±9.5nm的波長(zhǎng)間隔內(nèi)的強(qiáng)度值。如此確定的強(qiáng)度衰減特性在圖2中給出。在此,由此波長(zhǎng)間隔中的相互差別為O. 315nm的60個(gè)波長(zhǎng)形成平均值。如從圖3中所示的曲線圖中所顯示,以所確定的差值自相關(guān)函數(shù)和帶有(t-tj211的直線的斜率并且已知指數(shù)H可確定分形維數(shù)Df的值。所確定的值Df可對(duì)于各細(xì)胞組織樣本的每個(gè)被檢查的位置與腫瘤特定的閾值進(jìn)行比較。對(duì)于不同的腫瘤,此閾值處在I. 31至I. 32之間。如果所確定的值Df處在閾值以下,則可由此得出在各細(xì)胞組織樣本上至少在其處執(zhí)行檢查的樣本位置處各被檢查的細(xì)胞組織是無(wú)腫瘤的健康細(xì)胞組織。但本發(fā)明也可在至少兩個(gè)以光譜儀可檢測(cè)的相互距離更大的波長(zhǎng)上執(zhí)行。因此,時(shí)間強(qiáng)度下降特性例如在370nm和430nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)執(zhí)行,如需要也以所述的平均值形成來(lái)執(zhí)行??捎靡酝ㄟ^(guò)前述方式檢查例如胃粘膜I的設(shè)備由包括所有所要求的裝置的內(nèi)膠囊2形成,或所述設(shè)備包括其中僅包括所要求的裝置的部分-但總是包含輻射源-的內(nèi)膠囊,其中裝置的剩余的部分處在內(nèi)膠囊外且在處在患者體外(見(jiàn)圖4至圖10)。在內(nèi)膠囊2內(nèi)部空間內(nèi)存在有磁體系統(tǒng)3,所述磁體系統(tǒng)3用于借助于外部磁場(chǎng)引導(dǎo)內(nèi)膠囊。為對(duì)例如胃粘膜I的細(xì)胞組織進(jìn)行熒光激勵(lì),內(nèi)膠囊2包括例如具有激光二極管或LED (圖4)的形式的輻射源。在輻射源4的區(qū)域內(nèi),內(nèi)膠囊2的殼體5被開(kāi)口或由輻射可穿透的材料制成的窗6穿過(guò)。窗6例如布置在內(nèi)膠囊2的端部上。為對(duì)輻射源4進(jìn)行供電,在內(nèi)膠囊2內(nèi)可存在電池(未示出)。替代地,供電可通過(guò)布置在體外的通過(guò)連接電纜7與輻射源4連接的電池或另外的電源進(jìn)行。為檢測(cè)被檢查的細(xì)胞組織的自熒光,在窗6的區(qū)域內(nèi)存在有用于檢測(cè)熒光輻射8的檢測(cè)器11。檢測(cè)器可例如由一個(gè)或多個(gè)光電二極管以及透鏡和濾波器系統(tǒng)(未圖示)形成,其中濾波器系統(tǒng)用于自熒光的譜分辨。例如,可使用包括用于譜分辨的光學(xué)系統(tǒng)的微型光譜儀作為檢測(cè)器11。例如,合適的是可從HamamatsuDeutschland GmbH購(gòu)得的光譜儀CM10988MA和CM11009MA。檢測(cè)器11譜分辨且時(shí)間分辨地檢測(cè)細(xì)胞組織的自熒光強(qiáng)度且將相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳遞到電子評(píng)估單元9上,所述電子評(píng)估單元9根據(jù)圖4和圖5布置在內(nèi)膠囊2內(nèi)部。由評(píng)估單元9計(jì)算的可允許斷定腫瘤是否存在的數(shù)據(jù)通過(guò)存在于內(nèi)膠囊2內(nèi)的無(wú)線接口 10或以信號(hào)線13-例如通過(guò)連接電纜7-傳輸?shù)酱嬖谟诨颊唧w外的裝置上。所述裝置例如包括監(jiān)視器,在所述監(jiān)視器上圖示了腫瘤概率的顏色編碼或數(shù)值。在圖5中示出的內(nèi)窺鏡2中,輻射源由光波導(dǎo)體15的布置在內(nèi)膠囊2內(nèi)的端部的光輸出窗14形成。光波導(dǎo)體15通過(guò)與內(nèi)膠囊2連接的連接電纜7從患者體內(nèi)引出,其中借助于外部輻射源23將電磁輻射送入到光波導(dǎo)體的另外的另一端內(nèi)。在圖6中示出的內(nèi)膠囊2的情況中,電子評(píng)估單元9處在內(nèi)膠囊2外部且也處在患者身體的外部。被檢測(cè)器11檢測(cè)的原始數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線接口 10或通過(guò)信號(hào)導(dǎo)線16傳輸?shù)酵獠吭u(píng)估單元9上。信號(hào)導(dǎo)線16可在固定在連接電纜7上的內(nèi)膠囊2內(nèi)走向,其中所述連接電纜17可包含另外的供電線路,例如用于輻射源4的供電。但輻射發(fā)射也可如在圖5中所示的實(shí)施例中的情況通過(guò)光波導(dǎo)體的出口窗14進(jìn)行。如果檢測(cè)器11也布置在患者身體外部(圖7),則實(shí)現(xiàn)了內(nèi)膠囊2的另外的簡(jiǎn)化且··因此也實(shí)現(xiàn)了小型化。在內(nèi)膠囊2內(nèi)僅存在光波導(dǎo)體17,所述光波導(dǎo)體在窗6的區(qū)域內(nèi)結(jié)束,其中自熒光輻射通過(guò)光波導(dǎo)體17的端面到達(dá)到光波導(dǎo)體內(nèi)。輻射源4在此可由例如LED或激光二極管的部件或由光波導(dǎo)體15或其光輸出窗14形成。可實(shí)現(xiàn)內(nèi)膠囊2的進(jìn)一步簡(jiǎn)化,其中用于激勵(lì)細(xì)胞組織的光波導(dǎo)體和用于檢測(cè)自熒光的光波導(dǎo)體由單一的光波導(dǎo)體17’形成(圖8)。其布置在患者身體外部的端部可與射線分配器20相關(guān)。以此射線分配器可將外電磁輻射,即布置在患者身體外部的用于激勵(lì)自熒光的電磁輻射源23通過(guò)光波導(dǎo)體指向細(xì)胞組織,其中在輻射源23斷開(kāi)后自熒光通過(guò)光波導(dǎo)體17’引入到檢測(cè)器11內(nèi),且所述檢測(cè)器11的數(shù)據(jù)傳遞到評(píng)估單元9上。光波導(dǎo)體17’以及以上所提及的光波導(dǎo)體15和17可由一個(gè)或多個(gè)光纖形成。光波導(dǎo)體優(yōu)選地提供有保護(hù)外殼(未不出)或在固定在連接電纜7上的內(nèi)膠囊2內(nèi)走向。在所有以上所述的內(nèi)膠囊2的實(shí)施變體中,在此內(nèi)膠囊2內(nèi)可存在在可見(jiàn)范圍內(nèi)工作的激光光源24。以此激光光源24在被檢查的細(xì)胞組織上產(chǎn)生測(cè)量斑25。此外,在內(nèi)膠囊2內(nèi)存在照相機(jī)26,使得測(cè)量斑在以照相機(jī)拍攝的被檢查的組織的圖像上且在其環(huán)境中可見(jiàn),且例如允許在被檢查的區(qū)域上的定向。在自熒光輻射檢測(cè)期間,檢測(cè)器11和被檢查的細(xì)胞組織的表面之間的距離應(yīng)不明顯地改變,或應(yīng)在評(píng)估期間相應(yīng)地考慮和修正距離的改變。這以在DE 102006014857A1中描述的距離測(cè)量裝置進(jìn)行,所述裝置除激光光源24和照相機(jī)26之外包括(未示出的)評(píng)估單元,所述評(píng)估單元例如可整合在評(píng)估單元9內(nèi)。由激光光源產(chǎn)生的光射線在細(xì)胞組織上產(chǎn)生與距離相關(guān)的光標(biāo)或測(cè)量斑25。由照相機(jī)26例如通過(guò)無(wú)線接口 10向外傳輸?shù)臏y(cè)量斑25的形狀和大小在此被(未示出的)評(píng)估單元借助于圖像處理軟件分析,且內(nèi)膠囊2或檢測(cè)器11的距細(xì)胞組織的各距離由測(cè)量斑25的形狀和/或大小確定。在測(cè)量期間改變的距離可因此由評(píng)估單元9在計(jì)算分形維數(shù)Df時(shí)相應(yīng)地補(bǔ)償。由照相機(jī)26拍攝的圖像通過(guò)電纜或通過(guò)無(wú)線接口 10向外傳輸。檢測(cè)器11距細(xì)胞組織的固定距離可通過(guò)在內(nèi)膠囊2內(nèi)提供固定裝置27實(shí)現(xiàn),借助于所述固定裝置27將內(nèi)膠囊2錨定在胃腸道的組織內(nèi)。此類固定裝置27在DE102005032290A1中描述。所述固定裝置27包括錨定器28,所述錨定器28通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置29可釋放地連接且通過(guò)線31與內(nèi)膠囊2連接。錨定器28可例如包括在一定時(shí)間后分解的材料。在裝配有固定裝置27的內(nèi)膠囊2的情況中以及在其他情況中,可能合適的是輻射源4和檢測(cè)器11位置可變地布置在內(nèi)膠囊2內(nèi),例如可樞轉(zhuǎn)地布置在其內(nèi),如通過(guò)圖10中的雙箭頭30所示意?!?br> 權(quán)利要求
1.一種用于識(shí)別胃腸道內(nèi)的腫瘤病變的細(xì)胞組織的方法,其中借助于內(nèi)膠囊將電磁輻射局部限定地發(fā)射到細(xì)胞組織上,且在輻射源關(guān)閉后在細(xì)胞組織上通過(guò)檢測(cè)器以已知的掃描率/多個(gè)掃描率對(duì)于至少一個(gè)波長(zhǎng)時(shí)間分辨且譜分辨地檢測(cè)細(xì)胞組織的通過(guò)電磁輻射激勵(lì)導(dǎo)致的自熒光強(qiáng)度的衰減特性,且 -以所確定的強(qiáng)度測(cè)量值確定強(qiáng)度衰減特性的差值自相關(guān)函數(shù)C(t),由此計(jì)算出各被輻射的細(xì)胞組織的分形維數(shù)df,且 -考慮分形維數(shù)Df的值來(lái)進(jìn)行在各被輻射的細(xì)胞組織的腫瘤病變方面的分類。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于,將單色電磁輻射用于被輻射的細(xì)胞組織的自熒光激勵(lì)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,檢測(cè)在被激勵(lì)的自熒光的波長(zhǎng)范圍附近的間隔內(nèi)的強(qiáng)度測(cè)量值,且確定從從同時(shí)對(duì)于在波長(zhǎng)間隔內(nèi)的不同的波長(zhǎng)檢測(cè)的熒光強(qiáng)度所計(jì)算的平均值的強(qiáng)度衰減特性C(t)的差值自相關(guān)函數(shù),且由此對(duì)被輻射的細(xì)胞組織計(jì)算分形維數(shù)Df。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,以恒定的掃描率進(jìn)行檢測(cè)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,檢測(cè)以光譜儀執(zhí)行且在(IOOOps的掃描率下執(zhí)行檢測(cè)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,為激勵(lì)自熒光使用波長(zhǎng)為337nm的單色輻射,且在從421. 7nm土 15nm的波長(zhǎng)間隔內(nèi)執(zhí)行檢測(cè)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,為形成平均值考慮波長(zhǎng)間隔中的至少30個(gè)波長(zhǎng)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,將電磁輻射通過(guò)至少一個(gè)光纖指向細(xì)胞組織以用于激勵(lì)自熒光,且在輻射源關(guān)閉后通過(guò)此光纖將自熒光指向檢測(cè)器。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,關(guān)于腫瘤病變的分類通過(guò)與腫瘤特定的閾值的比較來(lái)執(zhí)行。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,關(guān)于腫瘤病變的分類通過(guò)給出腫瘤存在的概率來(lái)執(zhí)行。
11.一種用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法的設(shè)備,所述設(shè)備帶有能夠用以將輻射源(4)的電磁輻射局部限定地發(fā)射到胃腸道的細(xì)胞組織上的內(nèi)膠囊(2),檢測(cè)器(11)和電子評(píng)估單元(9),其中檢測(cè)器(11)連接在電子評(píng)估單元(9)上以時(shí)間分辨且譜分辨地檢測(cè)細(xì)胞組織的自熒光強(qiáng)度,以所述電子評(píng)估單元(9)從所確定的強(qiáng)度測(cè)量值能夠確定差值自相關(guān)函數(shù)C (t),由所述差值自相關(guān)函數(shù)C (t)能夠計(jì)算分形維數(shù)Df,且所述分形維數(shù)Df的值能夠與腫瘤特定的閾值比較。
12.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備,其特征在于,所述輻射源(4)由光波導(dǎo)體(15)的布置在內(nèi)膠囊(2)內(nèi)的端部的光輸出窗(14)形成,能夠?qū)Ⅲw外電磁輻射送入到所述光波導(dǎo)體(15)的另一端中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的設(shè)備,其特征在于,所述檢測(cè)器(11)布置在內(nèi)膠囊(2)內(nèi)部。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的設(shè)備,其特征在于,所述檢測(cè)器(11)處在內(nèi)膠囊(2)外部,其中為將細(xì)胞組織的熒光輻射傳輸?shù)綑z測(cè)器(11)上而存在光波導(dǎo)體(17)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備,其特征在于,光波導(dǎo)體(17’)的光輸出窗(14)用作輻射源(4)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其特征在于,評(píng)估單元(9)布置在內(nèi)膠囊(2)外部且與檢測(cè)器(11)信號(hào)連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備,其特征在于在評(píng)估單元和檢測(cè)器(11)之間的無(wú)電纜連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至17中一項(xiàng)所述的設(shè)備,其特征在于,在內(nèi)膠囊內(nèi)存在有在可見(jiàn)光范圍內(nèi)工作的激光光源和照相機(jī)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11至18中一項(xiàng)所述的設(shè)備,其特征在于,在內(nèi)膠囊內(nèi)存在有距離測(cè)量裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求11至19中一項(xiàng)所述的設(shè)備,其特征在于,在內(nèi)膠囊(2)內(nèi)存在有用于將所述內(nèi)膠囊(2 )錨定在胃腸道的組織內(nèi)的固定裝置(27 )。
21.根據(jù)權(quán)利要求11至20中一項(xiàng)所述的設(shè)備,其特征在于,所述檢測(cè)器(11)和/或輻射源(4)在內(nèi)膠囊(2)內(nèi)運(yùn)動(dòng)地支承,使得輻射發(fā)射或被檢查組織的自熒光的檢測(cè)的位置和/或方向能夠變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于識(shí)別胃腸道內(nèi)的腫瘤病變的細(xì)胞組織的方法,其中借助于內(nèi)膠囊將電磁輻射局部限定地發(fā)射到細(xì)胞組織上,且在輻射源關(guān)閉后在細(xì)胞組織上通過(guò)檢測(cè)器以已知的掃描率對(duì)于至少一個(gè)波長(zhǎng)時(shí)間分辨且譜分辨地檢測(cè)細(xì)胞組織的通過(guò)電磁輻射激勵(lì)導(dǎo)致的自熒光強(qiáng)度的衰減特性,且以所確定的強(qiáng)度測(cè)量值確定強(qiáng)度衰減特性的差值自相關(guān)函數(shù)C(t),由此計(jì)算出各被輻射細(xì)胞組織的分形維數(shù)DF,且考慮分形維數(shù)DF的值來(lái)進(jìn)行在各被輻射的細(xì)胞組織的腫瘤病變方面的分類。此外,本發(fā)明涉及包括具有內(nèi)膠囊的設(shè)備,利用所述內(nèi)膠囊可將輻射源的的電磁輻射發(fā)射到胃腸道的細(xì)胞組織上。
文檔編號(hào)G06K9/00GK102946793SQ201180031056
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
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