近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統及其檢測方法

2023-06-08 04:58:06

專利名稱：近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統及其檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種對早期宮頸癌的檢測。特別是涉及一種使用過程中不需要耗材或者僅需要很少量的耗材，實現無創、實時的腫瘤檢測的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統及其檢測方法。
背景技術：
宮頸癌在全球婦女癌症死亡率中位居第二。在發展中國家，由於宮頸篩查工作尚不完善，因此，宮頸癌發生率是發達國家的6倍，其死亡率居婦女癌症之首。據北京友誼醫院有關專家對上萬例宮頸病變患者的篩查結果顯示，宮頸癌患者年齡分布在34～48歲，其中40歲以下者佔33.3％，40～48歲者佔66.6％，這說明宮頸癌已嚴重威脅到中青年女性的健康和生命。
子宮頸是一個厚度約10mm的管道，分為黏膜上皮和基底層兩層。宮頸癌的發展是一個緩慢的過程，有一系列的前驅病變，通常是由子宮頸不典型增生→原位癌(包裹在宮頸上表皮裡面)→早期浸潤癌(癌變向基底層發展)→浸潤癌的連續發展過程。一般宮頸上皮組織從正常到異常生長，再到浸潤型癌症需要5～10年或更長的時間，如果癌變在病變的發展過程中被診斷和處理，就可以阻止其向浸潤癌的發展。
傳統的對宮頸的檢查方法主要有巴氏塗片法和陰道鏡。前者的主要缺點是檢查的準確性受限於操作者的水平，高誤診率(15～55％)、受檢者痛苦、檢查周期長；後者雖然靈敏度較高，(＞90％)，但特異性低(＜50％)，即無法區分良性的上皮組織變化和惡性腫瘤。因而現在一般的檢查程序是先塗片檢查，然後陰道鏡，再經過一次甚至幾次活檢才能確診，這樣的過程無疑既增加了患者的痛苦和花費，又延誤了治療時間。以上診斷方法的缺點使得臨床上對方便、有效的輔助診斷方法的需求越來越強烈。
用光學方法檢測宮頸癌是近幾年發展起來的一門非侵入性醫學診斷方法，它除了具有設備低價及可攜帶以及對操作者的水平依賴性低等優點外，更重要的是可以通過觀察組織體的新陳代謝狀況而實現光活檢。目前光學宮頸癌診斷研究主要採用近紅外漫射光檢測技術、螢光技術和光學相關層析成像技術(OCT)。螢光技術通過測量紫外光激發下的宮頸組織的自體螢光判別病變的程度，但由於螢光很微弱，且螢光的吸收受年齡和經期的影響很大從而影響診斷結果。OCT雖然具有較高的空間解析度，但目前仍存在探測深度太小的問題。
近年的研究成果表明近紅外漫射光檢測技術具有極大的實際應用潛力，它不但可以提供癌前病變的準確診斷，而且還可以提供組織光學、雷射動力療法(PDT)組織體的反應信息，用該技術為光動力治療提供無損的、實時的療效報告也是近紅外漫射光檢測技術的一個很有前景的應用。
國際上研究近紅外漫射光宮頸癌診斷技術比較成功的當屬美國德克薩斯大學R.R.Richards-Kortum教授領導的研究組，其方法對正常組織和浸潤癌的檢測靈敏度和特異性可達70％和80％，但對原位癌診斷率較低，對癌前組織幾乎沒有辨別能力。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種使用過程中不需要耗材或者僅需要很少量的耗材，實現無創、實時的腫瘤檢測的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統及其檢測方法。
本發明所採用的技術方案是一種近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統及其檢測方法。其中，檢測系統包括有用於實現對整體檢測系統的控制和數據讀出、處理、顯示的計算機，與計算機相連的用於顯示普通陰道鏡檢查結果的CCD攝像機，還設置有用於將光源發出的光引入體內，並接收由被檢組織體散射和反射的光的探頭；與計算機相連，用於實現對由組織體出射的微弱的漫射光的測量的頻域外差測量系統；與頻域外差測量系統相連，並通過探頭對頻域外差測量系統提供光源的近紅外光源系統；通過探頭對CCD攝像機提供光源的滷鎢燈；分別與計算機、近紅外光源系統和滷鎢燈相連，由計算機控制用於實現檢測裝置在普通內視功能和近紅外漫射光檢查功能之間的轉換的轉換開關。
所述的探頭是具有陰道鏡和近紅外漫射光診斷雙重功能的探頭，包括有外殼；一端設置在外殼內，用於將光源發出的光導入到體內的入射光纖一端設置在外殼內，用於將由宮頸表面反射的光和由組織體散射的光導入到體外的出射光纖；設置在外殼內，用於實現光束行進方向的90°彎折，實現將入射光纖發出的光投射到宮頸壁上，並將由宮頸壁上反射的光收集到出射光纖上的錐形鏡；設置在外殼上，並位於光纖與錐形鏡之間，用於通光並防止體液進入探頭內的光孔。
所述的近紅外光源系統包括有三個不同波長的用於提供近紅外漫射光檢測所需的光的半導體雷射器分別與計算機和轉換開關以及半導體雷射器相連，用於實現對三個半導體雷射器波長的選擇的光開關輸入端與頻域外差測量系統相連，輸出端與三個半導體雷射器相連，用於對三個半導體雷射器實現同時的直流偏置和射頻調製的偏置器；與偏置器相連，用於為三個半導體雷射器提供所需直流偏置電流的直流偏置電源。
所述的頻域外差測量系統包括有與近紅外光源系統中的偏置器相連，用於為三個半導體雷射器提供射頻調製的第一信號源；通過快門檢測由組織體2出射的近紅外漫射光的探測器；用於為探測器提供工作電壓的電源；與探測器對應相連，用於得到由探測器輸出的信號和信號源之間的差頻的第一混頻器和第二混頻器；分別與信號源、混頻器相連，用於為第一混頻器和第二混頻器提供基準射頻信號，實現外差測量的第二信號源；連接於第一信號源與第二信號源之間，用於得到與源信號具有相同初始相位，頻率相差Δω的偏置頻率信號，實現第一信號源與第二信號源間的差頻的第三混頻器；分別與第一混頻器、第二混頻器及第三混頻器相連，用於對探測器輸出的信號進行放大的放大器；與放大器相連，用於濾除輸出中高頻成分的濾波器；與濾波器相連，實現由模擬信號到數位訊號的轉換的A/D變換器。
所述的第一信號源和第二信號源保持同步，且它們之間的頻差低於10KHz。
其中，近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測方法，是採用近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統，由如下步驟完成(1)首先將檢測系統中的具有陰道鏡和近紅外漫射光診斷雙重功能的探頭送入待查宮頸；(2)對受檢者進行普通陰道鏡檢查，結果用檢測系統中的CCD攝像機顯示；(3)在發現可疑點後，對可疑點採用檢測系統中的近紅外光源系統進行檢測；所述的對可疑點採用檢測系統中的近紅外光源系統進行檢測，是通過檢測系統中的轉換開關將光源切換到同系統內的半導體雷射器，同系統內的計算機控制三個半導體雷射器分時工作，並將光通過上述具有雙重功能的探頭投射到可疑部位。
(4)檢測系統中的計算機控制打開近紅外光探測器前的快門，由頻域外差測量系統檢測出射的近紅外漫反射光；(5)由探測器探測到的信號經混頻和低通濾波後得到的Δω差頻信號給出出射光相對於入射光的相位變化和幅度衰減信息至計算機；(6)計算機的分析軟體通過採用快速逆蒙特卡洛模擬的方法以實現對管狀、薄層組織的光學參數的重構；(7)根據光學參數的重構值計算組織體的血氧飽和度從而實現對可疑組織的診斷。
本發明的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統及其檢測方法，克服了目前宮頸癌檢測方法的檢查周期長、特異性低等缺點，通過利用腫瘤組織和正常組織在近紅外光在不同的吸收性質實現了宮頸癌的早期檢測；通過採用具有陰道鏡和近紅外漫射光診斷雙重功能的探頭，在陰道鏡初步篩查下對組織作進一步在體診斷，從而實現無創、實時的腫瘤檢測；本發明採用光學檢測技術，使用過程中不需要耗材或者僅需要很少量的耗材。


圖1是本發明的無創早期宮頸癌近紅外漫射光檢測系統框圖；圖2是本發明的具有陰道鏡和近紅外漫射光診斷雙重功能的探頭；圖3是本發明的近紅外光源系統；圖4是本發明的頻域外差測量系統。
其中1探頭2組織體3轉換開關4近紅外光源系統
5滷鎢燈 6CCD攝像機7頻域外差測量系統8計算機9入射光纖10出射光纖11外殼 12光孔13錐形鏡 14、15、16半導體雷射器17直流偏置電源 18偏置器19光開關 20第一信號源21第二信號源 22電源23、24探測器 25第一混頻器26第二混頻器 27第三混頻器28放大器 29濾波器30A/D變換器具體實施方式
下面結合實施例對本發明的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統及其檢測方法做出詳細說明。
如圖1所示，本發明的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統，包括有用於實現對整體檢測系統的控制和數據讀出、處理、顯示的計算機8，與計算機8相連的用於顯示普通陰道鏡檢查結果的CCD攝像機6，其特徵在於，還設置有用於將光源發出的光引入體內，並接收由被檢組織體2散射和反射的光的探頭1；與計算機8相連，用於實現對由組織體2出射的微弱的漫射光的測量的頻域外差測量系統7；與頻域外差測量系統7相連，並通過探頭1對頻域外差測量系統7提供光源的近紅外光源系統4；通過探頭1對CCD攝像機6提供光源的滷鎢燈5，滷鎢燈5的型號為J254，CCD攝像機6的型號DVC-800；分別與計算機8、近紅外光源系統4和滷鎢燈5相連，由計算機8控制用於實現檢測裝置在普通內視功能和近紅外漫射光檢查功能之間的轉換的轉換開關3，轉換開關3的型號為GTQ2Z-63。
如圖2所示，所述的探頭1是具有陰道鏡和近紅外漫射光診斷雙重功能的探頭。包括有外殼11；一端設置在外殼11內，用於將光源發出的光導入到體內的入射光纖9一端設置在外殼11內，用於將由宮頸表面反射的光和由組織體2散射的光導入到體外的出射光纖10；設置在外殼11內，用於實現光束行進方向的90°彎折，實現將入射光纖9發出的光投射到宮頸壁上，並將由宮頸壁上反射的光收集到出射光纖10上的錐形鏡13；設置在外殼11上，並位於光纖與錐形鏡13之間，用於通光並防止體液進入探頭1內的光孔12。
如圖3所示，所述的近紅外光源系統4包括有三個不同波長的用於提供近紅外漫射光檢測所需的光的半導體雷射器14、15、16分別與計算機8和轉換開關3以及半導體雷射器14、15、16相連，用於實現對三個半導體雷射器14、15、16波長的選擇的光開關19輸入端與頻域外差測量系統7相連，輸出端與三個半導體雷射器14、15、16相連，用於對三個半導體雷射器14、15、16實現同時的直流偏置和射頻調製的偏置器18；與偏置器18相連，用於為三個半導體雷射器14、15、16提供所需直流偏置電流的直流偏置電源17，直流偏置電源17的型號為JBP-150，偏置器18採用Minicircuits公司的產品PBTC-1G。
上述的三個不同波長的半導體雷射器14、15、16的三個波長分別選擇為760nm，790nm，830nm，以滿足準確計算血紅蛋白濃度的要求，有助於提高早期癌症的診斷正確率，型號為HL7852G。上述的光開關為3*1或3*N光開關，用於實現對三個波長的選擇，型號為MSW-14-N-M6-1-FC。兩信號源20、21型號為PTS250如圖4所示，所述的頻域外差測量系統7包括有與近紅外光源系統4中的偏置器18相連，用於為三個半導體雷射器14、15、16提供射頻調製的第一信號源20，第一信號源20的頻率取100-200MHz，型號為PTS250；通過快門31檢測由組織體2出射的近紅外漫射光的探測器23、24，探測器23、24採用APD，型號為C30737；用於為探測器23、24提供工作電壓的電源22，電源22的型號為JBP-1000；與探測器23、24對應相連，用於得到由探測器23、24輸出的信號和信號源20之間的差頻的第一混頻器25和第二混頻器26，兩混頻器的型號為Mini-Circuits TUF-5H；分別與信號源20、混頻器25、26相連，用於為第一混頻器25和第二混頻器26提供基準射頻信號，實現外差測量的第二信號源21，第二信號源21的型號為PTS250；連接於第一信號源20與第二信號源21之間，用於得到與源信號具有相同初始相位，頻率相差Δω的偏置頻率信號，實現第一信號源20與第二信號源21間的差頻的第三混頻器27；分別與第一混頻器25、第二混頻器26及第三混頻器27相連，用於對探測器23、24輸出的信號進行放大的放大器28，放大器的型號CA3140；與放大器28相連，用於濾除輸出中高頻成分的濾波器29，濾波器的型號為BLP-1.9；與濾波器29相連，實現由模擬信號到數位訊號的轉換的A/D變換器30，A/D變換器的型號為AD10242TZ。
所述的第一信號源20和第二信號源21保持同步，且它們之間的頻差低於10KHz。
本發明的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統及其檢測方法，其中的數據處理方法為根據測量的強度和相位變化信息，採用逆蒙特卡洛模擬的方法以實現對管狀、薄層組織的光學參數的重構。根據光學參數的重構值計算組織體的血氧飽和度，可實現宮頸組織狀態的測量和早期宮頸癌的診斷。
本發明的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測方法，是採用上述的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統，由如下步驟完成(1)首先將檢測系統中的具有陰道鏡和近紅外漫射光診斷雙重功能的探頭1送入待查宮頸；(2)對受檢者進行普通陰道鏡檢查，結果用檢測系統中的CCD攝像機6顯示；
(3)在發現可疑點後，對可疑點採用檢測系統中的近紅外光源系統4進行檢測；所述的對可疑點採用檢測系統中的近紅外光源系統4進行檢測，是通過檢測系統中的轉換開關3將光源切換到同系統內的半導體雷射器14、15、16，同系統內的計算機8控制三個半導體雷射器14、15、16分時工作，光源採用內調製，即用高頻電信號(100-200MHz)直接調製LD 14、15、16的驅動電信號，並將光通過上述具有雙重功能的探頭1投射到可疑部位。
(4)檢測系統中的計算機8控制打開近紅外光探測器23、24前的快門31，由頻域外差測量系統7檢測出射的近紅外漫反射光；(5)由相位敏感的探測器23、24探測到的信號經混頻和低通濾波後得到的Δω差頻信號給出出射光相對於入射光的相位變化和幅度衰減信息至計算機8探測器23、24採用雪崩光電管(APD)，並採用多路同時探測的方式，可以避免採用光開關19切換探測光纖帶來的系統造價高的問題。
經混頻和低通濾波後得到的差頻信號包含了原高頻信號的幅度和相位信息，Δω低於10KHz，該濾波信號被標準的數字電路處理，得出直流分量和交流幅度的下降。信號源間的混頻器27送出與源信號具有相同初始相位的偏置頻率信號，該參考信號為測量提供了高頻調製信號的初始相位信息，從而實現相位延遲的測量。
(6)計算機8的分析軟體通過採用快速逆蒙特卡洛模擬的方法以實現對管狀、薄層組織的光學參數的重構；採用快速逆蒙特卡羅模擬方法給出吸收係數μa和優化散射係數μs的準確值。吸收係數μa表示組織體中單位長度上一個光子被吸收的機率，也就是單位路dz內光子因吸收而損失的光能量dΦa的比率，即μa＝dΦa/dz。μs′為優化散射係數，表示單位長度上各向同性散射的有效值μs＝μs·(1-g)，其中μs為散射係數，表示組織體中單位長度上一個光子被散射的比率，即μs＝dΦa/dz，g為各向異性因子。
假設源具有形式q(t)＝I(1+M exp(iωt))，g(t)為格林函數(具有光學參數μa和μs′的組織體在δ(t)激勵下由輻射傳輸方程解得的光子密度分布)，則探測到的光子密度的分布Г(t)可由卷積定理得到(t)=0q(t-t).g(t)dt=I0g(t)dt+IMexp(it)0g(t)exp(-it)dt---(1)]]>我們可以看到直流項DC=0g(t)dt]]>即是格林函數的傅立葉變換在ω＝0處的值，而交流幅度AC=|0g(t)exp(-it)dt|]]>和相位延遲=Arg(0g(t)exp(-it)dt)]]>分別對應著格林函數的傅立葉變換在ω處的模和相位，因此頻域內的蒙特卡洛模擬完全可以用CW或時域內的描述光子傳輸行為的方法。首先追蹤同一時刻出發的光子經過組織體散射、吸收後的出射光子分布，然後進行傅氏變換，求出相應的頻域內的直流分量、交流幅度和相位延遲。
逆蒙特卡洛模擬建立在蒙特卡洛模擬的基礎上，通過逐步修正光學參數使計算出的直流、交流幅度值、相位值逐步逼近測量值，計算值與測量量的相對誤差小於預設值時的光學參數被認為是被測組織體的光學參數。下面是快速蒙特卡羅模擬的基本思想格林函數的一個重要特性是μa＞0時的傳輸方程的解可以很容易地通過μa＝0的解求出g(t，μa)＝g(t，μa＝0)exp{-μavt}(2)假設有N0個光子在同一時刻入射到組織體上，將在邊界上檢測到的光子按照其路徑(飛行時間)分成T組，每組的時間間隔為Δt，合理地取Δt，則可以認為在這一時間間隔內的光子具有相同的路徑長度。設具有路徑長度lj的光子數為nj，探測器的面積為ΔS，定義此路徑內的出射光子密度率為f(tj,a=0)=njN0tS---(3)]]>利用(4)式，則考慮吸收特性後的出射光子密度率f(tj,a)=njexp(-alj)N0tS---(4)]]>在實際操作中把蒙特卡洛模擬分為兩部分，在第一部分中假設μa＝0，用給定的光學參數初始值和組織體結構參數計算光子的路徑並存儲起來。在程序的第二部分讀出光子路徑，用適當的吸收係數帶入公式(4)，反覆修正吸收係數的值使得計算誤差最小。
(7)根據光學參數的重構值計算組織體的血氧飽和度從而實現對可疑組織的診斷。即根據吸收係數對待測對象氧合狀態進行計算，當被測部位的氧飽和度低於正常組織時，認為此被測部位為疑似癌變組織。
在近紅外光波段，組織體的吸收可以認為主要由氧合血紅蛋白(HbO)和還原血紅蛋白(Hb)貢獻，某波長下的組織體吸收係數可以表示為a=(HbO[HbO]+Hb[Hb])+aback---(5)]]>其中ε為已知的某波長下發色團的消光係數，μaback代表由其它發色團貢獻的吸收.
則可根據三個波長下的μa值計算組織體中的血紅蛋白濃度和血液飽和度(SO2)，進而給出和癌變相關的組織體病理參數 =a1(Hb3-Hb2)-a3(Hb1-Hb2)HbO1(Hb3-Hb2)-HbO2(Hb3-Hb1)-HbO3(Hb1-Hb2)]]>[Hb]=-a1(HbO3-HbO2)-a3(HbO1-HbO2)HbO1(Hb3-Hb2)-HbO2(Hb3-Hb1)-HbO3(Hb1-Hb2)---(6)]]>SO2=a1(Hb3-Hb2)-a3(Hb1-Hb2)a1(3-2)-a3(3-2)]]>其中=Hb-HbO,(=1,2,3),]]>a1=a1-a2,]]>a3=a3-a2.]]>
權利要求
1.一種近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統，包括有用於實現對整體檢測系統的控制和數據讀出、處理、顯示的計算機(8)，與計算機(8)相連的用於顯示普通陰道鏡檢查結果的CCD攝像機(6)，其特徵在於，還設置有用於將光源發出的光引入體內，並接收由被檢組織體(2)散射和反射的光的探頭(1)；與計算機(8)相連，用於實現對由組織體(2)出射的微弱的漫射光的測量的頻域外差測量系統(7)；與頻域外差測量系統(7)相連，並通過探頭(1)對頻域外差測量系統(7)提供光源的近紅外光源系統(4)；通過探頭(1)對CCD攝像機(6)提供光源的滷鎢燈(5)；分別與計算機(8)、近紅外光源系統(4)和滷鎢燈(5)相連，由計算機(8)控制用於實現檢測裝置在普通內視功能和近紅外漫射光檢查功能之間的轉換的轉換開關(3)。
2.根據權利要求1所述的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統，其特徵在於，所述的探頭(1)是具有陰道鏡和近紅外漫射光診斷雙重功能的探頭。
3.根據權利要求1所述的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統，其特徵在於，所述的探頭(1)包括有外殼(11)；一端設置在外殼(11)內，用於將光源發出的光導入到體內的入射光纖(9)一端設置在外殼(11)內，用於將由宮頸表面反射的光和由組織體(2)散射的光導入到體外的出射光纖(10)；設置在外殼(11)內，用於實現光束行進方向的90°彎折，實現將入射光纖(9)發出的光投射到宮頸壁上，並將由宮頸壁上反射的光收集到出射光纖(10)上的錐形鏡(13)；設置在外殼(11)上，並位於光纖與錐形鏡(13)之間，用於通光並防止體液進入探頭(1)內的光孔(12)。
4.根據權利要求1所述的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統，其特徵在於，所述的近紅外光源系統(4)包括有三個不同波長的用於提供近紅外漫射光檢測所需的光的半導體雷射器(14、15、16)分別與計算機(8)和轉換開關(3)以及半導體雷射器(14、15、16)相連，用於實現對三個半導體雷射器(14、15、16)波長的選擇的光開關(19)輸入端與頻域外差測量系統(7)相連，輸出端與三個半導體雷射器(14、15、16)相連，用於對三個半導體雷射器(14、15、16)實現同時的直流偏置和射頻調製的偏置器(18)；與偏置器(18)相連，用於為三個半導體雷射器(14、15、16)提供所需直流偏置電流的直流偏置電源(17)。
5.根據權利要求1所述的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統，其特徵在於，所述的頻域外差測量系統(7)包括有與近紅外光源系統(4)中的偏置器(18)相連，用於為三個半導體雷射器(14、15、16)提供射頻調製的第一信號源(20)；通過快門(31)檢測由組織體2出射的近紅外漫射光的探測器(23、24)；用於為探測器(23、24)提供工作電壓的電源(22)；與探測器(23、24)對應相連，用於得到由探測器(23、24)輸出的信號和信號源(20)之間的差頻的第一混頻器(25)和第二混頻器(26)；分別與信號源(20)、混頻器(25、26)相連，用於為第一混頻器(25)和第二混頻器(26)提供基準射頻信號，實現外差測量的第二信號源(21)；連接於第一信號源(20)與第二信號源(21)之間，用於得到與源信號具有相同初始相位，頻率相差Δω的偏置頻率信號，實現第一信號源(20)與第二信號源(21)間的差頻的第三混頻器(27)；分別與第一混頻器(25)、第二混頻器(26)及第三混頻器(27)相連，用於對探測器(23、24)輸出的信號進行放大的放大器(28)；與放大器(28)相連，用於濾除輸出中高頻成分的濾波器(29)；與濾波器(29)相連，實現由模擬信號到數位訊號的轉換的A/D變換器(30)。
6.根據權利要求1所述的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統，其特徵在於，所述的第一信號源(20)和第二信號源(21)保持同步，且它們之間的頻差低於10KHz。
7.一種近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測方法，其特徵在於，採用近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統，由如下步驟完成(1)首先將檢測系統中的具有陰道鏡和近紅外漫射光診斷雙重功能的探頭(1)送入待查宮頸；(2)對受檢者進行普通陰道鏡檢查，結果用檢測系統中的CCD攝像機(6)顯示；(3)在發現可疑點後，對可疑點採用檢測系統中的近紅外光源系統(4)進行檢測；(4)檢測系統中的計算機(8)控制打開近紅外光探測器(23、24)前的快門(31)，由頻域外差測量系統(7)檢測出射的近紅外漫反射光；(5)由探測器(23、24)探測到的信號經混頻和低通濾波後得到的Δω差頻信號給出出射光相對於入射光的相位變化和幅度衰減信息至計算機(8)；(6)計算機(8)的分析軟體通過採用快速逆蒙特卡洛模擬的方法以實現對管狀、薄層組織的光學參數的重構；(7)根據光學參數的重構值計算組織體的血氧飽和度從而實現對可疑組織的診斷。
8.根據權利要求7所述的近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測方法，其特徵在於，所述的對可疑點採用檢測系統中的近紅外光源系統(4)進行檢測，是通過檢測系統中的轉換開關(3)將光源切換到同系統內的半導體雷射器(14、15、16)，同系統內的計算機(8)控制三個半導體雷射器(14、15、16)分時工作，並將光通過上述具有雙重功能的探頭(1)投射到可疑部位。
全文摘要
本發明公開一種近紅外漫射光無創早期宮頸癌檢測系統及其檢測方法。系統包括有計算機；與計算機相連的CCD攝像機；探頭；與計算機相連的頻域外差測量系統；與頻域外差測量系統相連的近紅外光源系統；滷鎢燈；分別與計算機、近紅外光源系統和滷鎢燈相連的轉換開關。方法是將探頭送入待查宮頸；進行檢查用CCD攝像機顯示；對可疑點採用近紅外光源系統進行檢測；計算機控制由頻域外差測量系統檢測出射的近紅外漫反射光；由探測器探測到的信號經混頻和低通濾波後得到的Δω差頻信號至計算機；計算機實現對管狀、薄層組織的光學參數的重構；計算組織體的血氧飽和度從而實現對可疑組織的診斷。本發明實現了宮頸癌的早期檢測，實現無創、實時的腫瘤檢測。
文檔編號A61B1/303GK101019758SQ20071005699
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月23日 優先權日2007年3月23日
發明者趙會娟, 高峰, 姜穎婷, 王召霞, 張順起 申請人:天津大學