超精細光譜成像儀或系統的製作方法

2023-06-10 00:17:41 2

專利名稱：超精細光譜成像儀或系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及超精細光譜成像儀或系統，其可用於癌症如子宮頸癌的光學診斷、定位及治療。
現有技術癌症如子宮頸癌變組織可分為前期癌症(SIL-squarmousIntraepithelia lesion或per-Cancer)，早期癌症(MicroinvasiveCancer)和晚期癌症(Invasive Cancer，stage I-IV)。採用現有治療技術，一般前期癌症的治癒率可達100％，早期癌症的治癒率為98％，而晚期癌症的治癒率僅為40％。可見診斷早期和前期癌症非常重要。但早期和前期癌症沒有臨床症狀，檢測困難。常規子宮頸癌早期診斷使用宮頸刮片檢查(pap smear)，但其發現前期和早期病變的敏感度僅為58％，診斷特異度為69％(M.T.Fahey，L.Irwig，and P.Macaskill，「Meta-analysis of pap test accuracy，」Am.J.Epid，Vol.141，No.7，pp.680-689，1995)。目前檢查結果需等數個星期之後才能揭曉。檢查結果揭曉後，還需進行陰道鏡檢查與取活檢來確診，然後再在陰道鏡的指導下來進行治療。
近年來，光學成像和光譜測量被用來有效地改進子宮頸癌的早期診斷。光學診斷的特點在於診斷精確度較常規刮片檢查高且結果能即時得知。癌變組織和正常組織的自體螢光光譜和漫反射光譜都呈現出明顯的特徵差異，因而光譜測量能被用來有效地區別癌變組織和正常組織，例如美國專利US 5421339，US 5612540，US 6258576。其不足是在這些系統中，一次只能對宮頸組織表面上一固定點進行光譜測量，不能同時判別宮頸組織表面所有區域的狀態。如果早期或前期癌症病灶沒有肉眼可觀察到的形態變化，則常常被漏診掉。鑑於這一缺點，建立在光譜研究基礎上所選最佳波段的成像系統被用來獲取宮頸組織表面的自體螢光圖像從而達到同時判別宮頸組織表面所有區域的狀態的目的，從而降低漏檢率，例如(A.K.Dattamajumdar，D.Wells，J.Parnell，J.T.Lewis，D.Ganguly.and T.C.Wright Jr.，「Preliminary experimental results from multi-center clinicaltrials for detection of cervical precancerous lesions usingCerviscanTMsystema novel full-field evoked tissuefluorescence based imaging instrument.」，23rdAnnual Meeting ofIEEE Engineering in Medicine and Biology，Istanbul，Turkey，Oct.2001)。但和前述點光譜測量相比，雖然能同時獲取整個組織表面的信息，降低漏診率，提高診斷敏感度，但成像只在幾個有限的寬帶波段進行。對組織表面每一點來說，所獲得的信息較一點的光譜測量所獲得的信息大大減少，因而會降低診斷的特異度。因而這兩種方法各有利弊，但都不能達到診斷的敏感度和特異度同時令人滿意的程度。
發明簡述本發明人現已發明了一種新的超精細光譜成像儀或系統，當該超精細光譜成像儀或系統用於癌症如子宮頸癌診斷時其能獲取組織表面數十個窄帶波段的圖像，這些圖像能為所診斷(成像)組織表面每一點產生一條光譜曲線，這樣即保持了成像診斷的敏感度又保持了光譜診斷的特異度，因而較前兩種方法能更好地提高癌症診斷的準確度。
相應地，本發明超精細光譜成像方(模)式包括組織自體螢光超精細光譜成像方(模)式和組織漫反射超精細光譜成像方(模)式。這兩種方(模)式均可各自用來改進所檢組織是否有癌變的診斷。這兩種方(模)式的結合可更進一步提高診斷組織是否有癌變的準確性，同時該儀器或系統提供了為診斷和/或治療用的器械通道，使診斷和治療可以一步完成。因此，本發明的超精細光譜成像儀可提供高敏感度和高特異度的光譜圖像，從而為癌症的診斷和治療提供可靠保證和方便。
本發明涉及一種超精細光譜成像儀或系統，其包括探頭(2)、光源(3)、圖像數採集器(4)、系統控制電路(5)、計算機(6)和顯示器(7)，其特徵在於探頭(2)由照明通道(20)，成像通道(21)和器械通道(22)組成，成像通道(21)含可調濾光器(38)和CCD成像器件(40)。
本發明涉及一種超精細光譜成像儀或系統，其中光源(3)由高壓弧燈(31)，聚光鏡(32)，濾光片轉盤(33)和聚焦透鏡(34)組成，其特徵在於光源(3)提供供漫反射光譜成像的波長為400nm-800nm的寬帶白光，及供組織自體螢光光譜成像的波長為355-375nm、400-420nm或430nm-450nm的窄帶紫外光或藍光。
本發明還涉及超精細光譜成像儀或系統，其特徵在於可調濾光器(38)一次只允許5nm左右波長範圍的光通過，且通過可調濾光器的400nm-800nm波長範圍的光產生80幅圖像。
本發明還涉及用本發明的超精細光譜成像儀或系統診斷癌症如子宮頸癌的方法，其包括A.將探頭(2)與檢測組織如陰道接觸；B.光源(3)提供400nm-800nm波長的光，經光波導(35)，照明光纜(23)照射在被檢測組織如子宮頸表面(26)；C.光源(3)提供355-375nm或400nm-420nm或430nm-450nm激發光照射在被檢測組織如子宮頸表面(26)。
D.通過B中得到的漫反射超精細光譜圖像和C中自體螢光超精細光譜圖像診斷是否有癌症。
本發明還涉及用本發明的超精細光譜成像儀或系統治療癌症如子宮頸癌的方法，其包括通過探頭(2)中器械通道(22)使治療用射線或藥物到達癌變部位如子宮頸癌變部位。
發明的詳細說明本發明中所用術語「組織」是指哺乳動物組織，如人類組織。
本發明中所用術語「像元」是指圖像單元。
根據本發明，本發明的超精細光譜成像儀或系統，其特徵在於探頭(2)由照明通道(20)，成像通道(21)和器械通道(22)組成，成像通道21含可調濾光器(38)和CCD成像器件(40)。
根據本發明，本發明的超精細光譜成像儀或系統的特徵在於光源(3)提供供漫反射光譜成像的波長為400nm-800nm的寬帶白光，及供組織自體螢光光譜成像的波長為355-375nm、400-420nm或430nm-450nm的窄帶紫外光或藍光。
根據本發明，本發明的超精細光譜成像儀或系統的特徵在於可調濾光器(38)一次只允許5nm左右波長範圍的光通過。且通過可調濾光器的400nm-800nm波長範圍的光產生80幅圖像。
根據本發明，本發明還涉及診斷的檢測組織是否發生癌變的方法，其包括A.將探頭(2)與檢測組織如陰道接觸；B.光源(3)提供400nm-800nm波長的光，經光波導(35)，照明光纜(23)照射在被檢測組織如子宮頸表面(26)；C.光源(3)提供355-375nm或400-420nm或430nm-450nm激發光照射在被檢測組織如子宮頸表面(26)。
D.通過B中得到的漫反射超精細光譜圖像和C中自體螢光超精細光譜圖像診斷是否有癌症。
具體講，本發明檢測組織如子宮頸組織的漫反射超精細光譜圖像是如下獲得的A.將探頭(2)與被檢測組織如陰道接觸；B.光源(3)提供400nm-800nm的寬帶照明光，經光波導(35)，照明光纜(23)照射在被檢測組織如子宮頸組織表面(26)；C.透鏡(25)收集從組織表面(26)反饋回來的漫反射光信號並成像於成像光纜(24)；D.成像光纜(24)將成像光信號傳輸至準直透鏡(37)產生平行光束照射在可調濾光器(38)上；E.可調濾光器依次選擇80個5nm寬的窄帶波段通過並由成像透鏡(39)聚焦至CCD器件(40)來獲取在(400nm-800nm)範圍內80幅不同的圖像(超精細光譜圖像系列(11))。
根據本發明，本發明的常規白光彩色圖像是如下獲取的A.光源(3)提供400nm-800nm寬帶照明光照射在被檢測組織如子宮頸組織表面；B.讓可調濾光器(38)順序通過400nm-500nm範圍組織表面反饋光信號讓CCD器件(40)採集一幅藍光波段基色圖像；C.讓可調濾光器(38)順序通過500nm-600nm範圍組織表面反饋光信號讓CCD器件(40)採集一幅綠光波段基色圖像；D.讓可調濾光器(38)順序通過600nm-700nm範圍組織表面反饋光信號讓CCD器件(40)採集一幅紅光波段基色圖像；E.計算機從這三幅紅、綠、藍三基色圖像合成一幅常規白光彩色圖像。
根據本發明，本發明檢測組織的自體螢光超精細光譜如下獲得A.光源(3)提供355nm-375nm窄帶激發光，或400nm-420nm窄帶激發光，或430nm-450nm窄帶激發光照射在被檢測組織如子宮頸組織表面(26)；B.可調濾光器依次通過不同中心波長的5nm寬窄帶波段的組織表面反饋螢光光信號供CCD採集螢光超精細光譜圖像系列(11)。
進一步講，本發明的超精細光譜成像儀或系統可在檢測組織的每一點產生光譜圖像單元，該圖像單元又稱為像元並可產生下面四條光譜曲線A.漫反射光譜曲線；B.355nm-375nm紫外光激發自體螢光光譜曲線；C.400nm-420nm藍光激發自體螢光光譜曲線；D.430nm-450nm藍光激發自體螢光光譜曲線。
本發明的下面


是對本發明做進一步說明，但這並不意味著本發明僅限於此。

圖1是本發明設備用於子宮頸(1)成像的系統方框圖。系統探頭(2)伸入陰道接近被檢查的子宮頸。光源(3)提供探頭(2)寬帶白光(400nm-800nm)照明供組織漫反射超精細光譜成像模式之用，或提供窄帶紫外光或藍光(例如355nm-375nm，400nm-420nm，或430nm-450nm)激發子宮頸組織自體螢光發射，供組織自體螢光超精細光譜成像模式之用。探頭(2)也收集漫反射光或自體螢光並傳輸至圖像數據採集器(4)獲取漫反射超精細光譜圖像系列或自體螢光超精細光譜圖像系列送計算機(6)貯存與處理。計算機(6)運行按多元統計方法編寫的程序或按人工神經網絡等方法編寫的程序對數據進行處理從而達到判斷組織是否癌變的目的。子宮頸圖像和對組織是否癌變進行判別結果，可即時顯示於顯示器(7)或列印輸出。計算機(6)也與系統控制電路相連，從而控制與協調整個系統的運作。
超精細光譜成像數據由許多幅在不同窄帶波段(圖2中λ1，λ2，λ3，……λn)所獲取的組織圖像所組成，含有大量的信息。所有數據可由函數I(x，y，λ，)來表示。x，y是被成像組織表面的位置坐標，λ為成像光的窄帶波段的中心波長，I為光強度。從這一圖像系列(11)能為每個像元(x，y)產生一條漫反射光譜曲線或自體螢光光譜曲線如圖2中14所示。從漫反射超精細光譜圖像系列，也能合成出被檢查組織部位的常規白光彩色圖像(13)，用於標記癌變的位置。
實驗結果表明，癌變組織和正常組織的漫反射光譜和螢光光譜呈現出特徵差異。計算機(6)對這些光譜特徵進行分析從而達到判別和確定癌變病灶漫延程度及定位的目的。
圖3所示為探頭(2)的端面結構。探頭(2)為圓柱形，由二個照明通道(20)，一個成像通道(21)，和一個器械通道(22)所組成。
圖4為探頭(2)的側視圖。照明通道(20)由分叉的光纜(23)所組成，此光纜接收從光源(3)而來的照明光，然後分為兩束光照射在組織表面(26)。利用兩束照明光更利於取得成像視場內的均勻照明。成像通道(21)由透鏡(25)和成像光纜(24)所組成，透鏡(25)將組織表面(26)成像於光纜(24)，然後將圖像傳輸至位於探頭以外的光纜(24)的另一端供超精細光譜成像之用。器械通道(22)用於即時活檢和治療由本系統所診斷並定位的癌症病灶。(35)為光波導。
圖5是該發明超精細光譜成像系統的詳細結構示意圖。光源(3)由高壓弧燈(31)，拋物線型聚光鏡(32)，濾光片轉盤(33)，和聚焦透鏡(34)組成。光波導(35)將照明光傳輸至探頭(2)中照明通道(20)中分叉照明光纜的共同端面。光波導(35)可為光纜束或液體光波導。高壓弧燈(31)可為高壓氙燈或高壓水銀燈。濾光片轉盤上裝有至少4個不同的濾光片以產生寬帶白光照明(400nm-800nm)用於組織漫反射超精細光譜成像或窄帶激發光用於組織自體螢光超精細光譜成像。典型激發光譜範圍為355nm-375nm，400nm-420nm，和430nm-450nm。探頭(2)從子宮頸(1)收集到的漫反射光或組織自體螢光由成像光纜(24)傳輸至準直透鏡(37)產生一準直光束照射在可調濾光器(38)上。可調濾光器(38)一次只允許5nm左右帶寬的光通過，其他波長的光都被屏蔽掉。傳輸窄帶光束的波長位置可由計算機調節。傳輸通過可調濾光器(38)的光束經由成像透鏡(39)聚焦成像於CCD電荷耦合器件(40)上產生一幅被檢子宮頸表面在所選波段的圖像。在一次組織漫反射超精細光譜成像或組織自體螢光超精細光譜成像測量中，在400nm-800nm範圍內，以5nm為間距可產生80幅不同窄帶波段的圖像如圖2中(11)所示，含有豐富的診斷信息。對這80幅圖像進行處理可為每一像元產生一條漫反射光譜曲線或幾條不同激發波長下，組織自體螢光光譜曲線。相比常規組織表面白光彩色成像或自體螢光成像僅在幾個寬帶波段獲取圖像，不含精細光譜信息。而常規光譜分析只在組織表面一個固定點而不是在所有像元產生光譜曲線。可見超精細光譜成像所含信息量之多。實驗表明此方法不但可以大大提高早期癌症的診斷準確性，還可精確定位和確定病灶漫延的程度。一旦病灶定位以後，也可經由器械通道(22)取活檢供進一步確定癌變階段。最後的定位治療也可在本系統的指導下經由器械通道(22)來進行。這一設計特別方便子宮頸癌冷凍治療、雷射治療、和高頻電流切割治療的操作。
圖6是一種由濾光片轉盤來實現的可調濾光器(38)。濾光片轉盤(41)上可安放10片不同的窄帶濾光片(42)，每片帶寬為5nm左右。轉盤上另有一個無濾光片的開口(43)。整個轉盤由計算機(6)所控制的步進馬達操縱，將不同濾光片置於成像光束通道的位置，從而達到只讓所選擇的窄帶光束通過的目的。一個轉盤只能選擇10個不同波長的窄帶光束，所以需採取8個轉盤迭加的方式(44)來獲取80個不同波長的窄帶光束來覆蓋整個400nm-800nm的波長範圍。圖6中的無濾光片開口(43)就是為此目的而設計。當一個轉盤上的濾光片不被用來產生所需要波長的窄帶光束時，該轉盤的開口(43)被置於成像光束通過的位置以便不影響其它轉盤的工作。在任一工作時刻，總有七個轉盤的開口(43)被置於成像光束通過的位置，而另一個轉盤上的一個濾光片會對準成像光束用來選擇相應波長的窄帶光束。
圖7是用聲光器件來實現可調濾光器(38)的示意圖。該聲光器件(50)由晶體(51)，聲波傳感器(52)和聲波吸收體(53)所組成。傳輸窄帶光束的波長由射頻信號(57)的頻率來控制。最常用的晶體為TeO2，聲波(58)和光束(54)沿不同方向傳播。一個由射頻信號(57)驅動的聲波傳感器(52)被固定在TeO2晶體的一端，另一端附有聲波吸收體(53)。當聲波(58)通過晶體(51)時，引起晶格壓縮與擴張，導致晶體折射率的變化而充當一個透射式光柵。此透射式光柵與常規衍射光柵不同，只有一個窄帶波長的光被衍射從而充當一個濾光片的功能。這是因為衍射發生於三維空間但衍射圖樣隨時間而變化。衍射窄帶光束強度分為兩束(+)光束(55)和(-)光束(56)，他們是相互垂直的偏振光。為了將該聲光器件當可調濾光器使用，一個光闌(59)被用來屏蔽掉沒有被衍射的零級寬帶光束(60)和衍射的窄帶光束之一(56或55)。而另一衍射的窄帶光束(55或56)則用來成像於CCD器件。該聲光器件可調濾光片的特點在于波長調節速度快，可達幾十微秒的量級。
另外一種實現可調濾光器的方式為液晶可調濾光器，其傳輸窄帶波長由加於液晶兩端的直流電壓來調節，其波長轉換速度為15毫秒左右。
圖8為癌變組織與正常組織漫反射光譜曲線(60)差異的示意圖。通常癌變組織表層增厚，細胞數量增多，細胞核大小也會與正常細胞不一樣，血流量也相應增加。這些變化導致癌變組織反射率(62)比正常組織反射率(61)低，且兩個血紅蛋白吸收谷底((63)和(64)，對應540nm和580nm)變深。從這一光譜曲線可以定義數個特徵參量來幫助識別癌變組織與正常組織。典型的特徵參量包括反射率平均強度，血紅蛋白吸收谷大小，在特定波段曲線的斜率等等。
圖9為癌變組織與正常組織自體螢光光譜曲線(70)差異的示意圖。通常癌變組織內螢光物質的含量與分布，諸如tryptophan，NADH，FAD，Collagen，elastin和porphyrin會與正常組織內不同。例如collagen和elastin的減少會使癌變組織的螢光強度(72)比正常組織(71)低，而porphyrin的增加會使癌變組織紅光波段的螢光相對增強。圖9所示為典型正常組織與癌變組織的螢光差異，即癌變組織整體螢光強度變低，峰值波長(73)紅移，長波積分強度(74)(在500nm-600nm的範圍內)與短波積分強度(75)(在400nm-500nm範圍內)之比增加。與漫反射光譜曲線相似地，我們可為螢光光譜曲線定義數個特徵參量來幫助癌變組織與正常組織的識別。典型螢光光譜特徵參量包括積分強度(74，75)，峰值波長(73)，長波積分強度(74)(在500nm-600nm範圍內)與短波積分強度(75)(在400nm-500nm範圍內)之比等等。
從組織漫反射超精細光譜圖像數據，我們可為每一像元(即被檢測組織表面每一點)產生一條漫反射光譜曲線。而從組織自體螢光超精細光譜圖像數據，可為每一像元產生一條在355nm-375nm窄帶紫外光激發下的自體螢光光譜曲線，一條在400nm-420nm窄帶藍光激發下的自體螢光光譜曲線，和一條在430nm-450nm窄帶藍光激發下的自體螢光光譜曲線，或其它波長光激發下的自體螢光光譜曲線。對每一條光譜曲線，可以計算出前述數個特徵參量。對從大量病人所獲取的臨床數據，可建立一個以這些特徵參量為自變量的甄別函數來定量地判別每一像元對應組織的狀態是否癌變。一旦甄別函數建立之後，可建立不同的閾值範圍來對組織進行分類，例如甄別函數值在0-1之間為正常組織，1-2之間為前期癌症，2-3之間為早期癌症，3-4之間為晚期癌症等等。
圖10為系統詳細操作程序及數據分析軟體示意圖。如圖10a所示，診斷程序開始(100)後，先進入系統初始化(101)，包括預熱光源(3)，開計算機(6)，開可調濾光器(38)之驅動器，開濾光片轉盤(33)驅動器，開CCD器件(40)電源，將探頭(2)伸入陰道等等。初始化完成後，系統先進入漫反射超精細光譜成像模式(102)，在此，由濾光片轉盤(33)使光源(3)提供400nm-800nm寬帶照明，經光波導(35)和照明光纜(23)照射在被檢測宮頸組織表面(26)，透鏡(25)收集從組織表面反饋漫反射光信號並成像於成像光纜(24)，成像光纜將圖像信號傳輸至探頭外供進一步分析。舉例說，計算機控制可調濾光器(38)通過第一窄帶波段(400nm-405nm)的組織表面反饋光信號(103)緊接著CCD器件(40)獲取第一窄帶波段(400nm-405nm)圖像(104)，隨後系統以5nm為間隔依次獲取總共80幅不同窄帶波段，共含蓋400nm-800nm波長範圍的系列圖像(直至完成105，106)。這一系列圖像構成超精細光譜成像數據。整個從(104)至(106)的過程即為超精細光譜成像(107)。在這一過程中，光源(3)一直提供400nm-800nm的寬帶持續照明。與CCD的靈敏度和反饋光信號的強度有關，此過程可持續數秒至數十秒鐘。
如圖10所示，下一步系統進入常規白光彩色成像模式(108)。可調濾光器順序通過400nm-500nm組織表面反饋光信號，CCD器件採集藍光波段基色圖像一幅(109)，然後可調濾光器順序通過500nm-600nm組織表面反饋光信號，CCD器件採集綠光波段基色圖像一幅(110)，然後可調濾光器順序通過600nm-700nm組織表面反饋光信號，CCD器件採集紅光波段基色圖像一幅(111)。此後計算機從紅、綠、藍三基色圖像合成出常規白光彩色圖像(112)。從109至112的整個過程統稱常規白光彩色成像(113)此過程當在1秒之內完成。在此過程中，光源(3)一直提供400nm-800nm的持續照明。
下一步系統進入自體螢光超精細光譜成像模式(114)，濾光片轉盤(33)讓光源(3)提供355nm-375nm窄帶激發照明光，系統然後完成400nm-800nm的超精細光譜成像(115)。隨後系統完成400nm-420nm窄帶激發照明下的自體螢光超精細光譜成像(116與117)。接著，系統完成430nm-450nm窄帶激發光照明下的超精細光譜成像(118與119)。
下一步系統進入超精細光譜圖像處理(120)，為每一像元產生一條漫反射光譜曲線(121)，一條355nm-375nm激發之螢光光譜曲線(122)，一條400nm-420nm激發之螢光光譜曲線(123)，一條430nm-450nm激發之螢光光譜曲線(124)。
如圖10c所示，下一步為光譜特徵提取(125)，如圖8，圖9所示，漫反射光譜典型特徵參量包括反射率平均強度，血紅蛋白吸收谷大小，和在特定波段曲線的斜率等等，而自體螢光光譜典型特徵參量包括積分強度，峰值波長，長波積分強度與短波積分強度之比等等。
下一步為在這些特徵參量基礎上的甄別函數分析來確定每一像元病變狀態(126)，例如甄別函數值在0-1之間為正常組織，1-2之間為前期癌症，2-3之間為早期癌症，3-4之間為晚期癌症等等。
下一步系統在常規白光彩色圖像上標明病變位置與漫延程度(127)。隨後系統進入常規白光彩色成像模式(128)，並保持在連續常規白光彩色成像(129)以指導通過探頭(2)之器械通道(22)的組織取樣(活檢)或定位治療(130)。
權利要求
1.一種超精細光譜成像儀或系統，其包括探頭(2)，光源(3)，圖像數據採集器(4)，系統控制電路(5)，計算機(6)和顯示器(7)，其特徵在於探頭(2)由照明通道(20)，成像通道(21)和器械通道(22)組成，成像通道(21)含可調濾光器(38)和CCD成像器件(40)。
2.權利要求1所述的超精細光譜成像儀或系統，其中光源(3)由高壓弧燈(31)，聚光鏡(32)，濾光片轉盤(33)和聚焦透鏡(34)組成，其特徵在於光源(3)提供供漫反射光譜成像的波長為400nm-800nm的寬帶白光，及供組織自體螢光光譜成像的波長為355-375nm、400nm-420nm或430nm-450nm的窄帶紫外光或藍光。
3.權利要求1的成像儀或系統，其特徵在於可調濾光器一次只允許5nm左右波長的光通過，且通過可調濾光器的400nm-800nm波長範圍的光產生80幅圖像。
4.權利要求1-3任一要求的成像儀或系統，其特徵在於探頭(2)由照明通道(20)，成像通道(21)，和器械通道(22)所組成，照明通道(20)傳輸成像所需照明光，成像通道(21)傳輸成像的光信號，而器械通道(22)可用於對定位病灶進行活檢與治療。
5.權利要求3的成像儀或系統，其中高壓弧燈(31)為高壓氙燈或高壓水銀燈，可調濾光器(38)為濾光片轉盤或聲光可調濾光器(50)或液晶可調濾光器。
6.權利要求1-5任一的成像儀或系統，其中漫反射超精細光譜圖像如下獲得A.將探頭(2)與被檢測組織如陰道接觸；B.光源(3)提供400nm-800nm的寬帶照明光，經光波導(35)，照明光纜(23)照射在被檢測宮頸組織表面(26)；C.透鏡(25)收集從組織表面(26)反饋回來的漫反射光信號並成像於成像光纜(24)；D.成像光纜(24)將成像光信號傳輸至準直透鏡(37)產生平行光束照射在可調濾光器(38)上；E.可調濾光器依次選擇80個5nm寬的窄帶波段通過並由成像透鏡(39)聚焦至CCD器件來獲取在(400nm-800nm)範圍內80幅不同的圖像(超精細光譜圖像系列(11))。
7.權利要求1-5任一要求的成像儀或系統，其中，常規白光彩色圖像如下獲得A.光源(3)提供400nm-800nm寬帶照明光照射在被檢測組織如子宮頸組織表面；B.讓可調濾光器(38)順序通過400nm-500nm範圍組織表面反饋光信號讓CCD器件(40)採集一幅藍光波段基色圖像；C.讓可調濾光器(38)順序通過500nm-600nm範圍組織表面反饋光信號讓CCD器件(40)採集一幅綠光波段基色圖像；D.讓可調濾光器(38)順序通過600nm-700nm範圍組織表面反饋光信號讓CCD器件(40)採集一幅紅光波段基色圖像；E.計算機從這三幅紅、綠、藍三基色圖像合成一幅常規白光彩色圖像。
8.權利要求1-5任一要求的成像儀或系統，其中自體螢光超精細光譜圖像如下獲得A.光源(3)提供355nm-375nm窄帶激發光，或400nm-420nm窄帶激發光，或430nm-450nm窄帶激發光照射在被檢測宮頸組織表面(26)；B.可調濾光器依次通過不同中心波長的5nm寬窄帶波段的組織表面反饋螢光光信號供CCD採集螢光超精細光譜圖像系列(11)。
9.權利要求1-5任一要求的成像儀或系統，其中光譜圖像由像元組成且每一像元產生下面四條光譜曲線A.漫反射光譜曲線；B.355nm-375nm紫外光激發自體螢光光譜曲線；C.400nm-420nm藍光激發自體螢光光譜曲線；D.430nm-450nm藍光激發自體螢光光譜曲線。
全文摘要
本發明涉及超精細光譜成像儀或系統，其可用於癌症如子宮頸癌的光學診斷、定位及治療。
文檔編號G01N21/64GK1474175SQ0311074
公開日2004年2月11日 申請日期2003年4月15日 優先權日2002年4月15日
發明者黃鷹, 高玉蘭, 傅茶香, 黃 鷹 申請人:黃鷹, 黃 鷹