利用檢測微血管血液含量早期增大來識別異常組織的方法和裝置的製作方法

2023-04-28 04:23:26

專利名稱：：利用檢測微血管血液含量早期增大來識別異常組織的方法和裝置的製作方法
技術領域：
：本發明通常涉及光散射和吸收，和特別涉及利用檢測微血管血液含量早期增大來識別可能異常的活體組織的方法和裝置，和相應地應用包括體內胂瘤顯影、篩查、檢測和治療，和特別是，"微血管血液供給早期增大"(EIBS)，其存在於接近，但不是病灶或肺瘤本身的組織中，和存在於這種病灶或腫瘤發育前的組織中。
背景技術：
：已知有多種技術用於測定組織中的異常。在這些技術中，與本發明最相關的那些是檢測異常組織內血液增加的技術。雖然這些21技術與其他方法相比具有優點，但它們需要檢測異常組織本身，其是難於檢測的。此外，這些方法僅在，例如癌組織異常十分巨大之後才是可用的。因此，本發明提供了多種有益的光學技術用於幫助異常組織的檢測，特別是在異常組織本身發育的早期使用光學測量法。
發明內容本發明在一個方面涉及方法和探測裝置和它們的組件聯合，其利用存在於接近但不是異常組織的組織、異常組織中和存在於發育為這些病灶或腫瘤之前的組織中的"微血管血液供給早期增大，，(EIBS)來檢測異常組織、腫瘤或病灶的靶點。雖然異常組織可以是病灶或腫瘤，異常組織也可以是病灶或腫瘤形成之前的組織，例如癌變前的腺瘤、變性隱窩病灶、發展為發育不良病灶之前的組織，它本的組織。本文描述的特定應用是用於檢測早期結腸直腸癌的結腸黏膜中的這些病灶，但其他應用也被描述。—方面，本發明描述了一種提供身體器官內活體組織可能異常的指徵的方法，包括識別其中包含微血管的器官組織，其中組織不包含可能異常的活體組織，根據微脈管系統內血液含量來判定是否在組織中存在微血管血液含量或供給的早期增大，以指明是否活體組織或附近的組織可能是異常的。另一個方面，本發明提供了一種給出身體器官內活體組織可能異常的指徵的方法，包括如下步驟安置照明探測器，其用寬帶光照明組織，其中照明探測器被放置在器官表面的位置；在這個位置照明器官組織內的微脈管系統，所述組織不包含可能異常的活體組織；檢測由照明所述位置的步驟得到的相互作用的光，其中被檢測的相互作用光是基本上從來自微脈管系統內血液中的光散射獲得的，所述微脈管系統是在不包含可能異常的活體組織的器官組織內；利用檢測光來評估微脈管系統內血液含量和血流的至少一個；和利用評估的血液含量和血流的至少一個來獲得活體組織可能異常的指徵。在另一個方面，對沿表面的多個不同位置重複照明、檢測和評估的步驟，並基於多個不同位置的至少部分給出異常活體組織位置的定向指徵。在另一個方面，指徵被用於決定什麼時候進行另一個檢驗，來確定是否器官內的活體組織是異常的。在另一個具體方案中，公開了一種將獲自光源的寬帶光述相互^用光是通過寬帶光與微脈^系統交互作用獲得的，所述微脈管系統用於將光透射到達接收器。不同的另一個具體方案包括光纖、偏振器和透鏡的聯合，其幫助相互作用光的預定深度分布(predetermineddepthprofile)的選擇。在另一個具體方案中，描述了成套裝置，其具有各種探測器尖端和/或光透射元件，因此各個不同的聯合優選提供相互作用光的不同預定深度分布。在另一個具體方案中，描述了一種製造光語數據探測器用於深度範圍選擇性檢測的方法，所述深度範圍選擇性檢測是用於檢測組織微脈管系統內的血液。基於與附圖一起審閱下述本發明說明書的特定具體方案，本領域技術人員將明了本發明的這些和其他方面和特徵，其中圖1圖解了結腸黏膜和黏膜下層內的血液供給結構。圖2示意性地顯示了根據本發明一個具體方案的光纖偏振選通探測器(fiber-opticpolarization-gatedprobe):(a)側視圖和(b)端部接頭(即，接近於組織表面的)。圖3攝影地顯示了根據本發明一個具體方案的在內窺鏡附屬通道內的偏振選通探測器。圖4顯示了根據本發明一個具體方案的Hb含量的光學測量的精度，(a)在表面組織中(使用公式l獲自AI(k))和(b-d)在表面下組織中，獲自公式(l)(面板(a))和備用方案吸收帶區域(面板(b))和吸收帶強度(面板(c))。Is'代表遷移平均自由程長度(transportmeanfreepathlength)。短劃線顯示如果測量精度是100%，數據將是什麼樣。圖5顯示根據本發明的一個具體方案，利用偏振選通信號在早期實驗性致癌作用中觀察到的血液供給的改變。數據顯示藉助注射AOM的致癌作用開始後兩星期，在用AOM處理大鼠的組織學上正常的黏膜(即，表面組織層)中的EIBS。這個早期時間點在腺瘤、變性隱窩病灶和結腸致癌作用的任意其他目前已知標記物的最終產生之前。EIBS僅在AOM處理大鼠的末端結腸中觀察到，在近端結腸中沒有發現血液含量增加，與在這種模型中癌變前和癌病灶主要產生在遠端結腸的事實一致。圖6(a)-6(d)示意性的顯示了在我們的體內試驗中本發明一個具體方案的EIBS觀測(n=196患者)。X軸顯示了與腺瘤的位置相關的EIBS位置的讀數。正常對照值是荻自結腸鏡檢查陰性患者的結腸段，而在結腸鏡檢查陽性患者的相同結腸段發現了腺瘤，(a)來自總血液含量的EIBS;(b)在表面組織(例如黏膜)中EIBS擴展>30cm，即，EIBS可以被在除腺瘤所在的位置之外的結腸段觀察到；(c)在表面下組織(例如黏膜和表面黏膜)中EIBS從腺瘤的位置擴展〈30cm;(d)良性、增生的息肉不引起EIBS擴展到息肉之外。圖7顯示通過Western印跡法證實在AOM處理的大鼠中EIBS現象的數據。雖然在致癌作用(即，變性隱窩病灶(ACF),結腸致癌作用的前腺瘤階段)開始後的8星期Western印跡法清楚地顯示了EIBS，但Western印跡的敏感度和精確度不足以在前ACF中和階段(致癌作用開始後的兩星期)測量EIBS。相對比，公開的光學方法具有足夠的敏感度來在這種早期點檢測EIBS。圖8顯示了根據本發明的一個具體方案EIBS輔助結腸鏡檢查的方法。圖9圖解了根據本發明的探測器套。圖10(a)-(j)圖解了根據本發明的探測器的各種構型。圖11圖解了根據本發明的整個系統。200780圖12(a)一(b)圖解了根據本發明的指徵裝置的各種具體方案。優選方案的詳細描述本發明在以下實施例中更具體的描述，所述實施例僅是用作說明的目地，因為對其的許多改良和變化對本領域技術人員是顯而易見的。發明的各種具體方案現在被詳細描寫。對於附圖，整個來看類似的數字代表類似的組分。在說明書和權利要求書中使用時，"一個"、"一種"和"所述"的意思包括複數，除非上下文清楚地另外指定。並且，在說明書和權利要求書中使用時，"在內"的意思包括"在其中"和"在其上"除非上下文清楚的另外指定。此外，說明書中使用的標題或副標題僅是用於方便讀者，其將不影響本發明的範圍。另外，在說明書中使用的部分術語將在下面更具體定義。在說明書中使用的術語通常具有它們在本領域內的普通含義，不超出發明的上下文；和在每個使用的術語所在的特定上下文。用於描述發明的某些術語被在以下討論，或在說明書的其他位置，以為關心發明描述的實踐者提供額外的指導。為了方便起見，某些術語可以被突出顯示，例如使用斜體字和/或引號。突出顯示的使用對術語的範圍和意義沒有影響；在相同的上下文中，不管是否突出顯示，術語的範圍和意義是相同的。可以理解，相同的事物可以在多於一種方式中說明。因此，替換的語言和同義詞可以被用於本文任意一個或多個術語的論述，而不是給予任意特別的意義，不管術語是作詳細說明的或論述的。對於某些術語的同義詞被提供。一個或多個同義詞的詳述不排除其他同義詞的使用。在本說明書中任意位置的實例的用途，包括本文論述的任意術語的實例，都僅是說明性的，和決不限制發明26和任意示範術語的範圍和意思。同樣地，發明也不限於本說明書中給出的各種具體方案。除非另外定義，本文所有的技術和科學術語具有本發明所屬的領域的技術人員所通常理解的相同的意思。在衝突的情況下，本發明文件包括的定義將是支配地位的。在本文使用時，"大約"、"約"或"近似"通常表示在給定值或範圍的20%內，優選在10%內，和更優選在5%內。本文給出的數量是近似的，意指即使沒有明確的說明，術語"大約"、"約"或"近似"也可以被估計。本發明在一個方面涉及一種利用存在於接近但本身不是病灶或腫瘤的組織中的"微血管血液供給早期增大，，(EIBS)來檢測腫瘤或病灶的靼點的方法。雖然異常組織可以是病灶或腫瘤，異常組織也可以是病灶或腫瘤形成之前的組織，例如癌變前的腺瘤、變性隱窩病灶、發展為發育不良病灶之前的組織，它本身還沒有顯示出發育不良的表現型和這些病灶或前發育不良組織附近的組織。本文描述的特定應用是用於檢測早期結腸直腸癌("CRC")的結腸黏膜中的這些病灶，但其他應用也被描述。對象是與活體，例如人或動物相關的樣品。樣品可以是活體的一部分，因此樣品是生物樣品，其中生物樣品可以具有發育為癌疾病的組織。腫瘤疾病是引起腫瘤或病灶的過程，其中腫瘤或病灶是異常活體組織(不管是惡變前的或癌的)，例如胰癌、結腸癌、結腸的腺瘤性息肉、肝癌、肺癌、乳腺癌或其他癌。測量步驟優選在體內進行，儘管它也能在體外進行。測量步驟可以進一步包含獲取對象的圖像的步驟。在檢測的時候獲得的圖像，能用於隨後分析腫瘤的範圍，以及其位置。利用相互作用光測量血液含量，包括用於體內使用的探測器的插入，其中血液含量和/或流量是在實體器官的組織內測量的，所述相互作用光可以包括散射和其他光學方法。並且，本發明可用於將探測器插入到體腔內，例如用於胃腸道、呼吸道等等之內組織的測量。在一個具體方案中，方法包括投射一束光，例如寬帶光至其中具有血液循環組織的對象。在本文使用時，寬帶光是具有至少兩個不同波長的光。然後測量從對象散射出光的至少一個光譜，從測量的至少一個光鐠獲得與對象相關的血液供給信息。獲得的血液供給信息包含與血液含量、血液氧合、血流和血容量的至少一個相關的數據。根據本發明具體方案的方法可以包括從對象的第一位置獲得第一套血液供給信息，然後從對象的第二位置獲得第二套血液供給信息。然後，在對象第一位置的笫一套血液供給信息和在對象第二位置的第二套血液供給信息可以被比較，以確定對象的狀態。通過與先前由隱藏有腫瘤形成患者和無肺瘤形成患者建立的微血管血液含量值比較，技術人員能比較數據以指明是否確實存在腫瘤或病灶。通過比較來自第一和第二位置的血液含量值，數據也可以指明是否腫瘤或病灶更接近於第一或第二位置。不止測量給定組織位點的血液含量，位於組織給定區域內的至少兩個但優選多個組織位點可以被評估，和能測定這個區域的血液含量或血流分布的統計學性質，以確定對象的狀態。例如，區域內的最大血液含量能被用於確定對象的狀態。其他統計學測量包括平均值(mean)、平均數(average)、中位數、標準偏差、最大值和最小值。並不是對不同的位置，而是可以分別在不同的時間、天、月或年比較相同的位置，以確定對象的狀態，和特別是判斷是否產生了腫瘤或病灶，或如果其先前就存在則判斷是否變得更大了。本發明的另一個方面涉及用於檢查對象的裝置。在一個具體方案中，裝置包含光源，例如舉例，被裝配和安置為向對象投射光束的光發射裝置；和用於測量來自對象的散射光的至少一個光傳的元件；和用於從測量的至少一個光譜獲得與對象相關的血液供給信息的元件。裝置可以進一步包含檢測器，其在對象的第一位置獲得第一套血液供給信息。相同的檢測器可以被用於在對象的第二位置獲得第二套血液供給信息。通過控制器或計算機執行的算法來分析數據，以確定對象的狀態，典型地通過比較在第一位置的第一套血液供給信息和在第二位置的第二套血液供給信息，不過也可使用相對參照血液供給信息(其暗示或不暗示胂瘤或病灶的存在)進行比較。相同的裝置可以被用於履行上面提及的方法，其中在不同時間點採樣相同的位置。整個系統1100，如同在本文所述和在圖11中所示，包括探測器1110(或如本文所述與其他診斷或手術器械聯合的探測器)，光纖線纜系統1120、檢測器1130和計算機1140(或其他類型的控制器)，它是用來分析檢測到的數據的，如同在本文別處描述的，和可以進一步包括指示器或警報裝置1150，例如舉例，如同在圖12(a)中所示的顯示裝置1210，用於視覺上表明血液含量和血流中至少一個的血液供給特徵的實際或相對測量值。顯示在圖12(a)中的顯示裝置1210包括指示器1212,所迷指示器有箭頭1222，其能指向位置1214右、1216下、1218左和1220上，和其也能指向這些中間的位置，以29指明探測器將要從當前位置移動的方向，幫助確定異常組織的存在，和/或顯示屏1224，所述顯示屏能提供各種血液含量的信息。在這個具體方案中，指示器1212將典型地用於在被檢測組織的不同位置產生至少2個讀數之後。顯然，指示器1212也能由屏1224的部分製成。合適的還包括指示器的顯示屏，也可以包括電子監視器例如液晶顯示器(LCD)、陰極射線管(CRT)顯示器、等離子體顯示器、包含發光二極體(LED)的面板或其他警告使用者的技術。在一個具體方案中，顯示屏1222優選使用使用者能控制的屏幕上菜單，以便通過點按屏幕上按鈕來基於結腸段來標記記錄數據，且還能找到結腸鏡檢查記錄。分析光譜數據，如同本文所述，基本上緊接在信號被獲取之後。(信號收集時間是50毫秒。)同樣，由計算機在軟體中運行的算法使用從探測器收集的光語數據，以計算在"表面"和"表面下"組織中的血液含量值，如本文所述。通過算法使用EIBS參數，以確定是否血液含量增加超過了正常範圍。屏幕上菜單也優選使操作者能夠在程序之前或期間輸入人口統計學的、個人的和家族史的特徵，包括病人年齡、性別、體重指數、吸菸史(是、否、戒菸)，飲酒史、先前結腸鏡檢查發現史(在之前的結腸鏡檢查中的腺瘤/腺癌/無腫瘤形成)，和抗炎治療的使用。這些特徵能被算法使用來包括進入診斷中。在測量數據之後，屏幕上的顯示提供"診斷指示"。原則上，診斷指示可以是包括文本信息、顏色信號、聲音等等的數字類型的一種。在圖12(b)所示的特定具體方案中，指示裝置使用了屏幕1260，其顯示如下文本信息的一個"陽性，懷疑區域，，(如果診斷算法指明腺瘤很可能位於評估EIBS的組織位點附近時)，或信息"陰性"(如果結腸的這段很可能是無腺瘤時)。因此，顯示裝置可以進一步通過圖表、符號、顏色、字母數字、光和類似技術和它們的組合，來指明增加血液供給的存在和/或增加血液供給特徵的連續或非連續測量數據的比較。容易理解，根據本發明的指示裝置包括，例如，聲音發生裝置、用於搖擺儀器以警告使用者的振動形成裝置或者任意其他硬體或軟體技術，用於警告關心血液供給特徵的實際或相對測量數據的使用者，所述血液供給特徵是血液含量和血流的至少一個，來建議探測器的移動方向和/或可能接近了異常組織。圖3的具體方案圖解了用於內窺鏡的探測器。這是典型的，和探測器能被插入到或包含或可移動地在其他外科或診斷設備中，例如用於乙狀結腸鏡檢查的乙狀結腸鏡，其中所述組織是結腸，和與僅僅使用乙狀結腸鏡相比更大部分的結腸被分析。在這種用途中，能被分析的更大部分的結腸是至少另外10-30cm的結腸。也可以使用直腸鏡，其也允許10-30cm的結腸被分析，取消了對乙狀結腸鏡檢查的需要。對於本文中的許多步驟，當移動探測器時，不同的位置是通過大約5cm或10cm的距離來分隔的。在下面的公式l中描述了表面和表面下偏振和光語數據分析算法，其用於在獲自黏膜和黏膜下組織的光譜數據之間進行區別。注意這個算法，因為它是基於對作為組織內光的彈性散射和吸收結果記錄的光i普信號的定量分析，不需要組織活檢或任意其他準備，幾乎允許偏振選通信號的實時處理，使其對臨床篩選應用非常有用。偏振選通使在同一時間評價幾個組織層中的血液含量成為可能。將被分析血液含量的兩個主要的組織層是"表面"(例如黏膜)和"表面下"(例如黏膜和黏膜下層)組織(圖1)。為了評價表面組織中的血液含量和/或血流，優選使用偏振選通光鐠。在表面下組織中的血液含量能通過使用共偏振光鐠、任意偏振(也被稱為非偏振或總)光鐠(其是共偏振和正交偏振信號的和)或正交偏振光讒來測量。這三個信號具有逐漸變深的穿透深度。這些信號的穿透深度能通過儀器的設計來選擇，以便針對給定器官和組織類型，選擇性地探測黏膜和黏膜/黏膜下組織。偏振選通信號s(入)被視為在共偏振和正交偏振信號之間的差，通過來自聚四氟乙烯反射率標準片(OceanOptics)的相應共偏振和正交偏振光譜來分別歸一化。因此，共偏振、任意偏振(又名非偏振)和正交偏振信號(D(X))也被歸一化。在下面的教導中，舉例來說，認為表面下血液含量是從正交偏振信號計算的。然而可以理解，類似的分析可以基於共偏振和任意偏振信號進行。因此原則上，能在四個不同的穿透深度上計算血液含量。在表面和表面下血液含量兩種狀況下，假定由於樣品內光學性質差異的路程長度可變性是很小的。雖然眾所周知由於散射的未知原因的減弱，Beer定律不能直接應用於分析散射光，Beer定律被作為分析的起點，因為源自吸收的減弱具有與吸收體濃度相反的指數關係。這個假定能被如下表示S(入)-S散射U)exp[-Ls(ocHb。2A,(入)+ocHbAHbU))](1)D(入)-D散射U)exp[-LD(PHb。2AHb02(O+pHbAHbU))〗，其中S散射(入)和D散射(入)分別代表缺少吸收體的情況下來自樣品的表面和表面下層的光散射信號。A(入)代表所有存在的吸收體(氧合和去氧血紅蛋白)的吸收光語、係數Ls和L。代表對於偏振選通和正交偏振信號的路程長度，和係數oc和P代表對於表面和表面下組織深度的吸收體濃度。為了說明氧合和去氧血紅蛋白的不同作用，使用兩個係數在表面血液含量的情況下ot隨和ocHb，和在表面下血液含量的情況下P隨和0Hb。可以對共偏振和任意偏振(即，總，非32偏振)光讒使用類似的分析。對於去氧和氧合血液含量的光鐠可以在血紅蛋白水溶液中來測定。溶液被放置於玻璃底部培養載玻片並測量以獲得光譜AHb°2(入)，所述載玻片直接在反射率標準片之上。然後通過添加連二亞硫酸鈉去氧合來測量AHb(X)。Ls和"在初始儀器校正的過程中組織模型內被測定。對分析來說，保持未知的是S散射(入)和D散射(入)。為填補這個空白，假定期待的S散射(入)和D散射(入)在入-480和680nm之間將具有平滑下降的語線形狀，因此缺乏血紅蛋白吸收的光譜特徵，其包括在氧合血液的情況下542和576認和在去氧血液情況下555nm的吸收帶。特別是，二階遞減多項式或反冪定律的i普線形狀能被用作目標線形狀，有基本相同的結果。在這個狹窄的光鐠範圍，這種假設是合理的。因此表面和表面下偏振和光譜數據分析算法測試目標範圍內的表面組織的OtHb。2和OCHb和表面下組織的&Hb。2和PHb的值，和發現它們提供了在結果S散射(入)和D散射(A)之間的最佳一致性和最小平方意義上的目標線形。這個過程可以被繼續重複。—旦找到了係數ctHb。2和0CHb，許多其他相關的表徵血液含量的量度也可以被找到，包括總血液含量=OCHbo2+OtHb和(2)氧飽和度-Ot陽2/、OC陽2+ocHb)。〖00054]使用組織模型實驗來檢驗所有公式的正確性。在一個具體方案中，來自對象的散射光的至少一個光鐠被通過光纖探測器測量，其中光纖探測器包含被配置為檢測血液供給信息的偏振選通光纖探測器。光源包含非相干光源(例如氙燈)。在一個具體方案中，光纖探測器包括近端部分、相對的遠端部分和體部分，有在近端部分和遠端部分之間限定的縱軸。體部分是由沿縱軸的腔形成的。至少一個第一類型的光纖被用來將能量束遞送到對象，其中至少一個第一類型光纖至少部分地安置在體部分的腔內。光學元件被安置在近端部分且配置為將能量束聚焦到對象。至少一個第二類型的光纖被用來從對象收集散射的能量，其中至少一個第二類型光纖至少部分地安置在體部分的腔內。光纖探測器可以進一步包含至少一個線偏振器，所述線偏振器與至少一個第一類型光纖和至少一個第二類型光纖光學地耦接在一起，並被安置在鄰近近端部分，其中光學元件被安置在近端部分且配置為將來自對象的散射能量聚焦到至少一個線偏振器，為至少一個第二類型光纖來收集。光學元件包含球透鏡、折射率漸變透鏡、非球透鏡、柱透鏡、凸-凸透鏡和平-凸透鏡的至少一個，不過優選僅使用單個透鏡。除上述透鏡外，透鏡或它們的任意組合也可以被使用。此外要注意，不同的透鏡能被用於幫助區別測量數據和實現不同的組織穿透深度。因此，例如，為達到最淺的穿透深度，透鏡能被安置在距光收集光纖末端焦距的位置，光纖繞透鏡的軸對稱地安置。這種配置進一步增加了收集的光的強度，特別是當探測器距組織一定距離時，和根據距組織的不同距離(如果探測器不與組織接觸)和探測器施加到組織上的壓力(如果探測器與組織接觸)，提供了探測器的信號收集穩定性的改善。通過利用更短焦距的透鏡，更小的照明和/或收集光纖數值孔徑，和在照明和收集光纖之間更大的距離，也可以實現淺的穿透深度。原則上，通過選擇這些探測器特徵的合適組合，從幾十微米到幾毫米的穿透深度都可實現。至少一個第一類型光纖包含照明光纖，其中照明光纖光學地耦接於光源。至少一個第二類型光纖也可以用一個或多個收集光纖形成，其中一個或多個收集光纖與在遠端部分的成像光譜儀和CCD光學地耦接在一起，其中成像光鐠儀是用於獲得對象的圖像的。體部分包含管道。優選具體方案的以下更多細節，將進一步描述本發明。顯而易見,，以下公開的基本部分涉及EIBS徵兆，被應用於通過分析遠離病灶的結腸組織來確定結腸腫瘤形成(腺瘤性息肉或癌)的存在，和作為參考來確定結腸的腫瘤或病灶的位置。本公開也適合於檢測在其他器官內的腫瘤或病灶，並且相對於在不同器官中的這種檢測擴展存在的變化，這值得注意。雖然已經確認對胂瘤組織的血液供給增加了，但;f艮少對前胂瘤階段和腫瘤或腫瘤前病灶的擴展之外的組織學上/內窺鏡檢查看起來正常的黏膜的血液供給改變給予關注，主要是由於確切的定量微血管的血液供給在方法上是困難的。在很表面的黏膜(隱窩周圍毛細血管叢)中，EIBS是最易判斷的。這構成了很小量的總結腸微循環。討論的偏振選通光鐠儀能檢測它的原因是其能具體和精確的分析這個叢。進一步注意，本發明能區別良性和惡性腫瘤，因此當見到腫瘤時，看周圍的正常黏膜能幫助從腺瘤(惡變前的)腫瘤區別增生(良性的)。鄰近於病灶的顯微正常黏膜中的異常血液供應-EIBS-將可見於腺瘤，而不是增生息肉。此外，先前的血管生產研究集中於對腫瘤病灶自身的血液供給增加。EIBS自身顯示為在微循環(主要是黏膜)中血液供給的增加，所述微循環是向上皮供應血液的。EIBS很早就在結腸致癌作用過程期間發生。我們在結腸致癌作用的動物模型中的數據顯示，與腺瘤和變性隱窩病灶(即致癌作用的最原始標記物)的產生相比，EIBS開始的更早，和在目前已知的結腸肺瘤形成分子標記物產生之前。此外，EIBS能在腫瘤病灶外檢測到。這可用作在病灶自身的物理範圍外檢測病灶，如同在實施例和下述內容中論述的。具體實施方案實施例不是意圖限定本發明的範圍，下面給出了根據本發明的具體方案的典型儀器、裝置、方法和它們相關的結果。注意，實施例中使用的標題或副標題僅是用於方便讀者，其決不影響本發明的範圍。此外，本文中建議和公開了某些理論；然而，不管它們是對還是錯，它們決不是限制本發明的範圍，只要根據說明書發明可實施，而不考慮任意特定理論或方案的作用。偏振選通光纖探測器來檢測EIBS:偏振選通光纖探測器來檢測EIBS:—個方面，已經開發了光纖探測器來精確的檢測組織黏膜中的血液供給。圖2A和2B圖解了探測器的設計和圖3顯示了從結腸鏡的附屬通道突出的探測器的照片。探測器100具有一個或多個直徑為100jum的光纖，一個遞送光纖IIO被用來將線偏振光從氣燈(未顯示)遞送到組織表面，和其他兩個光纖120和122用於從組織收集散射光。凸透鏡130被安置在距光纖尖端焦距的位置。幾個透鏡的類型也被檢驗，包括球透鏡、折射率漸變透鏡(GRIN)和非球透鏡。所有不同類型的透鏡都能被使用，並根據穿透深度它們提供不同的探測器性能。在這種配置中，其中透鏡130被放在距光纖尖端焦距的位置，依賴於反向散射的角度，它將從樣品上反向散射的光聚焦到不同光纖120和122上。還確保所有收集光纖都接收來自相同組織位點的散射光，其與照明點相吻合。透鏡130不是必須放在距光纖110、120、122焦距的位置，但這種構型在以下方面提供了較好的性能l)較淺的穿透深度，特別是對於偏振選通信號，2)增加信號水平以及，因此，增集有足夠信噪比信號的時間，3)防止收集來自探測器和組織表面的鏡面反射，和4)根據在無接觸幾何結構中從組織表面的位移或探測器施加到樣品上的壓力，改善測量數據的穩定性。在探測器100的近端，收集光纖120、122與成像光傳儀和CCD光學地耦接在一起。兩個薄膜偏振器140、142被裝配在探測器的近端末端上，以起偏入射光，和使得能夠收集反向散射光的兩個偏振分量(即平行的II和垂直於入射偏振的I丄)，以允許偏振選通。探測器100的所有組件都是使用FDA準用材料製成的。在探測器尖端的透鏡允許選擇期望的穿透深度。例如，為達到較淺的穿透深度，透鏡能被安置在距光纖末端焦距的位置，光纖繞透鏡的軸對稱地安置。此外，能使用更短焦距的透鏡，更小的照明和/或收集光纖數值孔徑，和在照明和收集光纖之間更大的距離。例如，探測器用GRIN透鏡製造，具有在結腸組織中對偏振選通信號~85微米(1.7平均自由程長度)的穿透深度，和對正交偏振光為~260微米的穿透深度。也開發了有~23和275微米穿透深度的球透鏡探測器。同樣地，顯然通過選擇這些探測器特徵的合適組合，從幾十微米到幾毫米的穿透深度都可實現。偏振選通偏振選通已經被先前使用於選擇性地記錄短行程的光子，並且增加對深層組織出來的光子的對比度。如同被我們的團隊說明的，差分偏振信號AI(入)=1|(入)-I丄U)主要是由位置接近於組織表面的散射體影響，因此，對表面組織，例如上皮的性質特別敏感。我們的實驗顯示，對來自更深的組織結構的差分偏振信號的影響隨著至結構的"光程"，因而，隨著深度(T虯/ls，L是"物理"深度和ls是組織中光子平均自由程長度)呈指數規律的減少。由於上皮的光密度遠小於下層結締組織，在結腸中，差分偏振信號主要收集自上皮加最高~50pm的下層結締組織。這些上皮下小孔的近表面部分包含向上皮供給氧的毛細血管網絡。共偏振信號II、任意偏振信號II+I丄和正交偏振信號I丄包含有關漸進加深組織的信息，對於特定的探測器構型可最大至表面下幾毫米。表面血液含量的測量在緊接在上皮下面的毛細血管中的血液含量能被定量的從厶I(A)的光傳分析中估計。我們開發了幾種光鐠數據分析方法。以下實施例[公式3]討論了早期版本的方法，其提供表面血液含量的分析。在上面討論了更近期的版本[公式1&2]，其提供了在表面和表面下黏膜兩者中血液含量判定的改善的精確性。對於這個早期版本，它是基於血液含量值的測定來運行的，所述血液含量值的測定包括微脈管系統中紅血球的散射和吸收兩種作用和以光譜中存在吸收光帶為模型，所述吸收光帶是由於血液光吸收和散射兩者。我們獲得了大鼠紅血球(RBC)的散射圖像。雖然Hb主要吸收可見光，但僅測量Hb分子的吸收光鐠是不夠的。RBC，其充滿Hb，是大的散射體，直徑約7-8微米。因此，來自紅細胞的作用是吸收和散射兩者。我們的數據表明，從組織測量的差分偏振信號AI(入)能被寫為厶I(入)=AIs(入)+ocAIRBC，(3)其中AIs(A)是由上皮細胞和表面組織的其他非紅血球組分貢獻的信號(非現有技術已知的)，AI,是從分離的紅細胞實驗測量的信號(因此，這個信號是已知的)，a是紅細胞每mm2的數量密度。這個對於表面血液含量的偏振和光鐠數據分析算法的早期版本被用於通過最小化在AIs(A)中的Hb吸收光帶，找到擬合參數ot。這個偏振和光鐠數據分析算法的早期版本，不是使用組織中光傳播按組織血液含量的指數減弱，其被在公式l中使用，而是依賴於線性計算，38其中來自紅血球的作用被假定附加到組織的散射；所述作用包括光吸收和紅血球散射兩者。對於現場的應用，其中血紅蛋白是存在於氧合(AIrBC-02(入))和去氧(Irbc-02(入))兩種形式，△Irbc(X;入)-x△I,D2(入)+(l-x)Irbc-。2(入)，(4)其中x氧飽和係數，也被藉助於優化測定。表面下血液含量的測量。我們還評估在更深組織層中的血液供給，即黏膜和黏膜下層，通過I丄(與AI相反，這個信號主要不是由單次而是由多次散射過程給出的)。對於表面下血液含量，我們開發了幾個光鐠數據分析方法。以下實施例在公式5中討論了方法的早期版本。提供改善精確性的血液含量判定的最近版本被在以上公式l&2中討論。檢測至黏膜/黏膜下層的血液供給的改變，如同說明的，藉助於正交偏振信號I丄(人)的分析來進行。簡要地，擴散近似模型適合於數據。模型lM依賴於轉移散射ia's(入)的光鐠和吸收係數pa(入)=x/aa—。2(入)+(卜x)xjua—D。2(入)，(5)其由氧合"a—。2和去氧Pa-。。2Hb物質兩者給出，其中氧飽和X被發現為擬合參數，ja。是與組織中各自形式的Hb濃度成比例的。通常假定，Hb是黏膜中唯一顯著的可見光吸收體，和iu's(X)將不會顯示出Hb吸收光帶。這個擴散近似型的、早期版本的算法需要大量的處理時間(大概每樣品幾秒)，而不是如上述公式1算法的幾乎實時的結果。這種改進的原因是因為公式1的算法不需要使用擴散近似，所述擴散39近似是計算密集的。氧飽和的測量。如上所述，由於氧合和去氧合血紅蛋白的明顯不同的吸收光傳，因此，偏振選通信號的光傳分析不僅可以測量血含量，而且還可以測量血氧水平(aka.氧飽和度，S。產x)。我們從光鐠數據驗證了S。2的計算。氧飽和度測量的精度極佳，利用光纖探測器的EIBS評價的精確性。我們還在組織模型的研究中驗證了探測器評估血紅蛋白濃度的能力。如上所述，製造組織模型並進行光傳數據分析。如圖4所示，探測器使血紅蛋白濃度的精確評價成為可能。對於濃度<12g/L的測量數據的標準誤，對於表面組織是<0.01g/L和對於更深的組織是〈0.02g/L。我們指出根據在動物和人中的EIBS數據，Hb濃度的動態範圍是很好的在這個範圍內。因此，探測器提供了在生理範圍內血液含量的足夠精密的測量數據，有足夠可靠的識別EIBS的測量誤差。根據血紅蛋白吸收光傳帶的區域和/或這些吸收帶的最大值的分析來測量血液含量也是可能的。如同在圖4(c，d)中所示，"吸收帶區域，，和"吸收帶強度，，兩種方法使能夠精確評估血紅蛋白濃度，有10的測量誤差，分別對於濃度〈1.2g/L為0.02g/L和0.03g/L，分別對於從1.2至18g/L為0.07g/L和0，09g/L。EIBS先於結腸致癌作用已知標記物的形成。EIBS先於任意目前已知的結腸致癌作用的組織或分子標記物的產生。具體地，我們評價了用結腸特定致癌物質，氧化偶氮甲烷(AOM)處理的大鼠的結腸中的血液含量。AOM處理的大鼠模型是最耐用和廣泛使用的CRC動物模型之一。如果在人體內，以這個模型，腫瘤形成通過很好界定的事件序列來進展，例外的是在AOM處理的大鼠模型中致癌作用的時間過程要比人體內的快得多致癌作用的最早可檢測標記物，ACF，在A0M注射後4-12星期內產生，在20-30星期內觀察到腺瘤，和在40星期後癌產生。沒有組織學的、分子的或遺傳的標記物已經被給出，以允許早期診斷(<4-12星期)。如同在圖5中所示，我們的數據表明，EIBS早在AOM注射後兩星期就產生了(p值90%)的敏感性、專一性、陽性和陰性預測值，甚至在結腸致癌作用的最早階段，先於目前已知CRC標記物的產生(表l)。表l:在AOM處理的大鼠模型中CRC傾向的EIBS診斷tableseeoriginaldocumentpage41EIBS梯度定位腺瘤體內臨床研究。為證明，EIBS和，重要地，EIBS梯度(即，朝向腺瘤的血液含量的漸進性增大)能被在體內觀察。在人類受試者中開展了試點調查，進行篩選結腸鏡檢查(196病人，包括有腺瘤48人，這48人中43人是小的和5個大的，有增生良性息肉27人和有陰性結腸鏡檢查121人)。我們使用前面章節討論過的適合光纖探測器的內窺鏡。探測器被插入到結腸鏡的附屬通道。在結腸鏡檢查期間，EIBS光i普數據由探測器從以下位置獲取腺瘤性息肉(如果存在)，離腺瘤10cm內的內窺鏡正常位置，從沒有腺瘤坐落的相同結腸段(典型地距腺瘤30cm內)和其他段(可稱為在段"外")。在陰性結腸鏡檢查的病人中，從三個結腸段(即，包括直腸和乙狀結腸的降結腸、中橫結腸和包括盲腸的升結腸)的每一個隨機得到測量數據。平均起來，從每個組織位點獲取三個光i普並對每個病人探測超過10個不同的組織位點。我們的數據(圖6)表明，與對照患者相比，有腺瘤的患者中的未受累(內窺鏡和組織學上正常)的結腸黏膜內血液含量有明顯增大。重要地，當接近腫瘤病灶時，EIBS漸進地增加。實際上，距腺瘤位置大約30cmEIBS是值得注意的，並距病灶10cm處和病灶自身的位點進一步進展。EIBS的這個性質可以引導內鏡師，以識別高危結腸段。在表面組織中的EIBS被觀察到，甚至在距離腺瘤〉30cm的位置(在不是腺瘤所在位置的結腸段)(圖6(a))。作為對照，在表面下組織中的EIBS更加局限，並僅在〈30cm的距離觀察到(圖6(b))。這與我們的體外數據一致，表明隨組織深度增加EIBS的空間擴展減小。最後，圖6(c)表明，增生息肉在它們的擴展之外不產生EIBS。這也是滿意的結果，其表明，在結腸鏡檢查或其他內窺鏡步驟期間，息肉外缺少EIBS能被用於確定是否息肉是腺瘤性的或增生性的。EIBS梯度用來鑑別結腸段有和沒有進展腺瘤的性能特徵被顯示在表2中。這些特徵是令人鼓舞的，特別是因為目前沒有其他厶在。雖然表徵腺瘤的年齡是不可能的，表徵人的年齡是有益的，因為在對照中，隨著年齡增加，微血管血液含量下降(無腫瘤形成)。表2:通過體內評價距病灶10-30cm的EIBS來確認腺瘤的EIBS定位敏感性100%專一性70%EIBS的診斷性能也超過常規的CRC篩選方法。例如，最近的研究表明，F0BT和糞便DNA分析分別具有10.8%和18.2%的敏感性，而柔性乙狀結腸鏡檢查的敏感性和陽性預測值被分別報告為僅52%和6%。此外，我們的體內數據分析顯示，在對照受試者的三個結腸段、男與女和不同年齡的患者(從40至80歲)間微血管血液含量的變化較小。通過說明這些變化，基於EIBS的結腸鏡檢查指引的精確性將被改善。EIBS的非光學證實。我們也想通過使用非光學方法來證實EIBS。我們使用Western印跡法，並評價在AOM處理和對照大鼠中黏膜/黏膜下層內的血液含量。AOM處理的和年齡相配的對照大鼠的結腸末端被輕輕剝離。製造黏膜勻漿和在10。/。SDS-PAGE凝膠上分離25Hg蛋白質，轉移到PDVF薄膜並用5%無脂奶封閉。用血紅蛋白的多克隆抗體(1:300在4C稀釋/過夜，SantaCruzBiotechnology)來探測薄膜，並用增強的化學發光來顯影乾式影印副本，並用雷射光密度計定量。如圖7(a)所示，注意到了在合適分子量的一個清晰帶(6SkDa)。在任意陰性對照上都不能看見這個帶(包括兩個結腸癌細胞系HT-29和HCT-116的溶胞產物以及用二次抗體獨自探測的大鼠試樣)。免疫印跡分析的定量(相對於年齡配對對照組)被表示在圖7(b)中。可見，在第8星期結腸末端中血紅蛋白含量有顯著的增大(p-0.01)。印跡被條帶化並探測P-肌動蛋白，以證實均勻蛋白質負荷(數據未顯示)。這提供了EIBS的關鍵性非光學證實。此外，其強調基於非光學技術的敏感性相對缺少。例如，雖然8星期的數據是顯著的，但增加遠遠小於用光語學標記的EIBS的3倍增加。此外，在第2星期，儘管用光鐠分析可見高度顯著的變化，但黏膜血液含量分析沒能顯示差異。我們相信，光讒分析的顯著敏感性是與其僅僅精密檢驗脈管系統的能力部分相關的。在另一方面，黏膜剝離，不管如何溫和，也許僅釆樣了黏膜下層中一些更大的血管。因為，我們相信在組織學上正常的黏膜中EIBS主要是在微血管表現，檢驗更深的大血管會易於模糊在微脈管系統中的微小早期改變。EIBS的進一步應用使用4D-ELF或2D-ELF(如同以下描述的)和偏振選通光傳，在早期CRC中結腸黏膜內的這種EIBS生理現象能被用作病灶的早期檢測。重要地，空間上，EIBS擴展到腫瘤病灶的位置之外(在距病灶的至少~1/3結腸內和超過，依賴於組織的深度)，且其幅度在接近腺瘤時增大。因此，我們的數據顯示，EIBS允許顯著地精確測定是否給定結腸段包藏有腺瘤，並可用於指導內鏡師判斷對腺瘤的接近度。通過指引結腸鏡檢查，使用EIBS的方法將減少結腸鏡錯檢率(對於腺瘤15-20%和對於晚期腺瘤6-12%)。我們建議了各種EIBS的應用，其中兩個在圖8中被圖解為應用A和應用B。應用A:從給定的結腸段評估的EIBS將告知內鏡師，這個段有隱藏腺瘤的風險和需要更嚴格的結腸鏡評價。如果這段通過EIBS測量被確認為沒有風險，內鏡師將作出決定聚焦於其他需要更強檢查的結腸段。應用B:如果在這個段內腺瘤不是輕易可見的，走近病灶的EIBS增加數量將引導內鏡師搜查隱藏的胂瘤。44EIBS的其他用法，應用C:EIBS能在柔性乙狀結腸鏡檢查期間從結腸末端評定，以幫助檢測在結腸近端腺瘤和腫瘤的存在。如同已知的，乙狀結腸鏡檢查類似於結腸鏡檢查，但僅檢查低端結腸和直腸。在這個步驟中，EIBS探測器能被用於添加到乙狀結腸鏡檢查探測器中，以獲得EIBS數據。此外，EIBS能被從直腸評定，通過柔性乙狀結腸鏡檢查、獨立的光纖探測器，或者通過作為內窺鏡裝置一部分的探測器，來幫助檢測在結腸另外部分的腺瘤和腫瘤。EIBS的其他用法，應用D:EIBS可以在結腸鏡檢查、柔性乙狀結腸鏡檢查或其他內窺鏡步驟期間評估，以預測未來癌變前或癌變病灶的產生，和因此，幫助確定對於給定病人的未來結腸鏡檢查或柔性乙狀結腸鏡檢查步驟的時間表(例如，頻率和時間間隔)。EIBS的其他用法，除上述以外也在本發明使用方法的範圍內，且特別是與其他診斷方法聯合。除4D-ELF和偏振選通光鐠之外，其他光i普方法例如，2D-ELF、增強反向散射和低相干加強反向散射(LEBS)光語和OCT，也能被用於實踐本發明。例如，EIBS能與篩選結腸鏡檢查聯用，在這種情況下EIBS探測器能被用於在結腸鏡檢查探測器之外獲取EIBS數據。探測器具體方案在一個具體方案中，探測器向具有組織的對象投射光束，所述組織中有血液循環。然後從對象散射出的光的至少一個光鐠被測量，且從測量的至少一個光鐠獲得與對象相關的血液供給信息。獲得的血液供給信息包括與血液含量、血液氧合、血流和血容量的至少一個相關的數據。探測器能被用於獲取不同的光學測量數據。根據一個具體方案，其被用於從對象的第一位置獲得第一套血液供給信息，然後從對象的第二位置獲得第二套血液供給信息。然後，在對象第一位置的第一套血液供給信息和在對象第二位置的第二套血液供給信息可以被比較，以確定對象的狀態。通過與先前由隱藏有腫瘤患者和無腫瘤患者建立的微血管血液含量值比較，技術人員能比較數據以指明是否確實存在腫瘤或病灶。在一個具體方案中，探測器裝置包含光源，被裝配和安置為向對象投射光束；和用於測量來自對象的散射光的至少一個光語的元件；和用於從測量的至少一個光i瞽獲得與對象相關的血液供給信息的元件。探測器裝置可以進一步包含檢測器，其在對象的第一位置獲得第一套血液供給信息。相同的檢測器可以被用於在對象的第二位置獲得第二套血液供給信息。隨後，獲自探測器裝置的光鐠數據被分析，並用於確定是否被檢查的組織是異常的，如本文所述。在一個具體方案中，根據本發明來自對象的散射光的至少一個光語被通過光纖探測器測量，其中光纖探測器包含被配置為檢測血液含量信息的偏振選通光纖探測器。光源包含非相干光源(例如氙氣燈)。在一個具體方案中，光纖探測器包括近端部分、相對的遠端部分和體部分，有在近端部分和遠端部分之間限定的縱軸。體部分是由沿縱軸的腔形成的。至少一個第一類型的光纖被用來將能量束遞送到對象，其中至少一個第一類型光纖至少部分地安置在體部分的腔內。光學元件被安置在近端部分且配置為將能量束聚焦到對象。至少一個第二類型的光纖被用來從對象收集散射的能量，其中至少一個第二類型光纖至少部分地安置在體部分的腔內。光纖探測器可以進一步包含至少一個線偏振器，所述線偏振器與至少一個第一類型光纖和至少一個第二類型光纖光學地耦接在一起，並被安置在鄰近近端部分，其中光學元件被安置在近端部分且配置將來自對象的散射能量聚焦到至少一個線偏振器，為至少一個第二類型光纖來收集。光學元件包含球透鏡、折射率漸變透鏡、非球透鏡、柱透鏡、凸-凸透鏡和平-凸透鏡的至少一個，不過優選僅使用單個透鏡。不同於上述透鏡的透鏡也可以被使用。此外要注意，不同的透鏡能被用於幫助區別測量數據和實現不同的組織穿透深度。因此，例如，為達到最淺的穿透深度；透鏡能被安置在距光收集光纖末端焦距的位置，所述光纖繞透鏡的軸對稱安置。這種配置進一步增加了收集的光的強度，特別是當探測器距組織一定距離時，根據距組織的不同距離(如果探測器不與組織接觸)和探測器施加到組織上的壓力(如果探測器與組織接觸)，探測器提供了信號收集的改善的穩定性。通過利用更短焦距的透鏡，更小的照明和/或收集光纖數值孔徑，和在照明和收集光纖之間更大的距離，淺的穿透深度也可以實現。原則上，通過選擇這些探測器特徵的合適組合，從幾十微米到幾毫米的穿透深度都可實現。至少一個第一類型光纖包含照明光纖，其中照明光纖與光源光學地耦接在一起。至少一個第二類型光纖也可以用一個或多個收集光纖形成，其中一個或多個收集光纖與在遠端部分的成像光譜儀和CCD光47學地耦接在一起，其中成像光鐠儀是用於獲得對象的圖像的。體部分包含管道。優選具體方案的以下更多細節將進一步描述本發明。本發明提供探測器套件300，在圖9中圖解說明，包含多個可互換的探測器尖端310-1至310-n，和多個可互換的光透射元件320-1至320-n，其中n是大於l的整數。它們的不同聯合提供對各種深度的選擇性。圖10(a)-(j)圖解了根據本發明的探測器的各種構型。圖10(a)-(e)圖解了探測器構型，基於所包括組件的各種特性其具有單個深度選擇性。圖10a顯示了具體方案，其中僅有單個遞送光纖410a和單個收集光纖420a。可以有偏振器440a。圖10b類似於圖10a，但進一步包含使用兩個偏振器440b和442b。圖10c、10d和10e分別圖解了具有兩個收集光纖420c、422c;420d、422d;和420e、422e的方案。在每個這些具體方案中，如所示分別有兩或三個偏振器，440c和442c;440d和442d;和440e、442e和444e，在相對於光纖的各種構型中。圖10(f)-(j)圖解了探測器的構型，其中單個探測器，包括探測器尖端和透射遞送元件兩種，能具有大於一個的深度選擇性。在圖10(f)中，存在多對收集光纖，每對具有相同的收集深度。因此，收集對420fl和420f2具有穿透深度l，收集對422fl和4"f2具有穿透深度2,和收集對424f1和424f2具有穿透深度3。在每對中每個光纖都從遞送光纖410f間隔相同的距離。如所示有兩個偏振器4術和442f。在圖10(g)中，沒有收集對，而有單獨的收集光纖420g、422g、424g、426g和428g，每個具有離遞送光纖410g不同的間隔。某些收集光纖與其他的相比具有不同的數值孔徑，如426g和428g所示。如所示有兩個偏振器440g和442g。圖10(h)具體方案類似於圖10(f)的具體方案，但不同的是在穿透深度3有另外的包括收集光纖426hl和426h4的光纖對，它們的每個具有不同於在穿透深度3其他收集對的數值孔徑。如所示有兩個偏振器440h和442h。圖10(i)圖解了探測器，具有遞送光纖410i，和三個收集光纖420i、422i和424i，每個都距遞送光纖410i不同的間隔。沒有偏振器或者有一個偏振器(未標記)。圖10(j)圖解了與在圖10(i)中圖解的探測器相同的探測器，不同是包括兩個偏振器440(j)和442(j)，而不是無或一個偏振器。以下論述給出了三光纖、兩偏振器方案的探測器的光路，例如在圖10(b)一(e)中圖解的。燈/光源發射非偏振光。這些光被耦合進入遞送光纖410。非偏振光從該光纖410發射出來，並穿過第一偏振器420成為線性偏振的。該光是發散的，發散角取決於光纖410的數值孔徑(NA)。典型的NA是大約0.22，其意指發散角是~25度。具有在0.1和0.5之間NA的光纖也是可用的。然後，這種偏振但發散的光束穿過透鏡430，成為準直的，射到組織上。透鏡430安置在距光纖410和440焦距的位置。兩個收集光纖440收集例如通過反向散射與組織相互作用的光。組織表面上的光斑將被稱為對給定收集光纖440的"收集光斑"，其被形成以便從組織中這個光斑49發出的光能抵達和能被收集光纖440的一個所收集。如果組織表面處於透鏡430的焦平面(GRIN透鏡典型地具有與它們的表面一致的焦平面)，所有的光照和收集光斑重合。收集光纖440的一個與遞送光纖410共享相同偏振器420,和另一個光纖440是在第二偏振器450"之後"，所述第二偏振器450的偏振軸垂直於(或更常見僅僅是不同於)第一偏振器420的偏振軸。來自組織的相互作用的光，例如通過被反向散射的光，具有兩個偏振分量。這些偏振器420和450的每個，選擇以特定方式偏振的光，且僅這些光抵達相應的收集光纖440。第一光纖440收集沿入射光相同方向偏振的光。它是共偏振光。另一個光纖440收集正交偏振光。在另一(近)端，透過收集光圩440的光被耦合進入分光光度計和檢測器(未顯示)。分光光度計和檢測器能是單獨的線性陣列檢測器(每個光纖對應一個)或成像分光光度計和CCD(其更昂貴)。檢測器記錄來自每個光纖的光強度光譜，其成為共偏振(II)和正交偏振信號/光譜(I丄)。然後，這些光譜被傳輸到計算機或中央處理器。計算機能處理這些光i普數據。能檢查四個不同的光語曲線1)差分偏振(或者被稱為偏振選通)信號被計算為I!-I丄；2)總(任意偏振)信號被發現為I,+U;3)共偏振信號1|;和4)正交偏振信號U。這四個信號的每個都優先對達到其自身穿透深度的組織敏感。原則上，不需要使用兩個偏振器和測量共-偏振和正交偏振信號兩者。如果淺穿透深度是不合乎要求的，能僅使用單個偏振器和僅一個收集光纖(僅共偏振信號)，兩個偏振器和收集正交偏振信號，無偏振器和收集L+I工，等等。以下提供了兩種不同探測器100的特定特徵組合。實施例1:球透鏡探測器球透鏡直徑2mm,焦距1.1mm，纖芯直徑200微米，數值孔徑(M):0.22,在照明和檢測光纖之間的距離0.5mm，在組織表面上的光斑大小0.5mm，輸出(入射到組織上)光速發散角5度，探測器的外直徑2.6mm。實施例2:GRIN透鏡探測器GRIN透鏡直徑1.8mm,焦距2.4隨，纖芯直徑200um，NA:0.22，在照明和檢測光纖之間的距離0.7mm，光斑大小0.7mm，輸出光束的發散角3度，探測器的外直徑2.5mm。除了改變探測器尖端和光透射元件的上述特徵外，還有其他特徵可以改變。這些改變包括變更收集光纖末端相對於遞送光纖的位置，以便得到這種深度選擇性探測器的不同角度範圍。安置光纖離開焦距是基本上相當於使用安置在焦平面上的有更大直徑的光纖，其也相當於更大發散角的入射或收集光束。更大發散角產生另外的組織內的更長和更短光路。整體上，在大多數情況下這將產生更深的穿透。然而，應當指出，關於"離焦"探測器，就探測器收集的強度而言，"離焦"構型的有效性更小。51另一個特徵是距組織表面的距離。這些距離能通過選擇合適的在透鏡和組織表面之間的隔離物來控制。(如上所述，最GRIN的透鏡具有符合它們側面的焦平面，但這對其他透鏡類型是不必要的。如果使用其他透鏡，可以放置隔離物使探測器離開組織。)如果這個距離不同於焦距，穿透深度將更大。本發明的其他方面在一個方面中，EIBS體內血液含量測量裝置包含三個主要部分照明臂、檢測臂和探測器。這三個主要部分的特定組合能根據功能、價格和其他因素來選擇。在上面討論了探測器的可能設計。下面，論述裝置的用來照明和檢測的多種可能組合。為了說明的目地，這些設計是根據有針對共-和正交偏振信號的兩個收集通道的探測器設計的。對於其他數目的收集光纖，這些裝置設計能被容易的改變。1.照明選項a)(a)白光弧光燈i.優點平滑的寬帶光鐠ii.缺點耦合效率差、成本高、壽命短、穩定性差除非釆用功率穩定器b)白光發光二極體(WLED)i.優點高效率、低成本、長壽命、好的穩定性ii.缺點發射光鐠不規則、耦合差、強度低c)寬帶光譜雷射或輸出為不同波長的多個雷射i，優點耦合極佳、強度高ii.缺點局限的光鐠採樣、有散斑、成本高d)彩色LED-多個特定光鐠範圍的LED1.優點順序牽引(sequentialpuling)、無散斑、低成本ii.缺點局限的光鐠採樣、低強度2.檢測和系統設計a)有參考信號的三個分光光度計-使用三個單通道光纖分光光度計一個用於每個偏振，一個參考，其採樣光源。相對於參考的測量數椐，來自對象的信號被歸一化，因此源光語的不穩定性和強度將不影響測量數據。i.優點最佳穩定性ii.缺點高成本和系統複雜性b)兩分光光度計，無參考-兩個單通道光纖分光光度計被用於檢測每個偏振狀態。源光語和強度被假定是穩定的。i.優點最低成本，最簡單ii，缺點增加了由於光源變化導致的誤差的可能，除非使用穩定的光源或來自組織的測量數據被自我歸一化(例如診斷可觀察量是來自兩個深度的血液含量值的比值)c)兩分光光度計，強度參考-兩個單通道光纖分光光度計被用於檢測每個偏振狀態。用單點檢測器監視光源強度。i.優點低成本，不需要穩定電流光源ii.缺點將對光源的光鐠改變敏感d)兩個強度檢測器，有或沒有參考檢測器-能被聯用於由一組彩色LED或雷射源提供的照明，用於連續捕獲光鐠數據。i.優點低成本ii.缺點局限的光鐠解析度上述組合的優選具體方案包括1)有WLED、兩個分光光度計和強度參考的系統能提供在成本和功能之間最適的折衷。2)有WLED、兩個分光光度計和無參考的系統是對於應用最適的構型，其中通過計算來自不同收集通道或深度的可觀察量(例如血液含量)的比例，能獲得足夠的診斷信息。3)有一組至少三個有色LED和單個強度檢測器用於連續照明和獲取的系統是低成本構型的實施例，用於當成本是主要考慮因素時的應用。也考慮了在權利要求中給出的方法之外的各種方法。它們包括如下—種方法"A",提供體內活體組織可能異常的指徵，包括步驟安置照明探測器，其用光，例如寬帶光照明組織，其中照明探測器被放置在器官表面的位置；在這個位置照明器官組織和其中的微脈管系統，所用光來源於從照明探測器發出的光源，其中用光照明的組織不包含可能異常的活體組織；檢測由照明組織步驟得到的相互作用的光，作為檢測數據，其中相互作用光是基本上來自微脈管系統內與血液相互作用的光，所述微脈管系統是在器官的組織內，所述組織不包含可能異常的活體組織；利用檢測數據來評估微脈管系統內血液含量和血流的至少一個；利用評估的血液含量和血流的至少一個來獲得活體組織可能異常的指徵，獲得的步驟包括確定是否存在微脈管系統內估計血液含量和血流至少一個的增加的步驟。方法"A"，其中器官包含待獲得指徵的活體組織。方法"A"，其中另一個器官包含待獲得指徵的活體組織，另一個器官不同於包含在照明步驟中照明的組織的器官。方法"A"其中在檢測步驟中的相互作用光是獲取自被微脈管系統內血液散射的光。方法"A，，其中在檢測步驟中的相互作用光是獲取自被微脈管系統內血液散射和吸收的光。根據A的方法進一步包括利用指徵以決定何時運行另54一個檢驗來在此確定是否器官內活體組織為異常的步驟，和此外其中利用的步驟確定何時按月周期進行另一個檢驗；和更進一步其中利用的步驟確定何時按年周期進行另一個檢驗。方法"A"，其中血液含量和血流至少一個的估計血液供給特徵的測量數據被顯示，或另外遞送給使用者，以進一步放置探測器以確定是否在器官組織內的估計血液含量和血流的至少一個中存在增大或減少。方法"A"其中在檢測步驟中的相互作用光是獲取自被微脈管系統內血液吸收的光。根椐"A"的方法，其中活體組織是可能異常的癌變前活體組織，和/或其中可能異常的癌變前活體組織是前發育異常階段的組織。上述前發育異常階段組織可以是組織學上正常、肉眼檢查正常和內窺鏡檢查正常的至少一個。方法"A"其中插入照明探測器的步驟，將探測器插入到器官中，因此器官的表面是器官的內表面。器官可以是結腸、胃、十二指腸、膀胱、食管、口腔、肺、子宮、尿道和前列腺。方法"A"檢測的步驟檢測相互作用光的以下部分的至少一個共偏振、正交偏振和非偏振相互作用光，和/或其中在方法"A"中估計的步驟，估計血液含量和血流的至少一個和未被血紅蛋白吸收阻礙的光鐠和偏振信號的部分的參數的至少一個，和更特別地，估計紅血球的濃度，估計血紅蛋白的濃度，估計去氧血紅蛋白的濃度，估計氧合血紅蛋白的濃度，估計血流率和血流之一或估計血液中的氧飽和度。在以上估計血液含量和血流之一的步驟中，優選估計活體組織區域內的血液含量或血流的統計量，其中統計量是平均值、平55均數、中位數、標準偏差、最大值和最小值之一。方法"A"其中檢測的步驟檢測相互作用光的以下部分的至少一個共偏振、正交偏振和非偏振相互作用光，和/或其中估計血液含量之一的步驟被估計在一個組織深度對另一個組織深度的血液含量的比例和計算為共偏振、正交偏振和非偏振光的一個線性組合的血液含量的比例的至少之一。上述方法，其中檢測的步驟檢測相互作用的光，優選檢測從表面到黏膜下層或者從表面到黏膜層的相互作用的光。方法"A"其中當進行篩選結腸鏡檢查時，在相同時段期間運行插入、照明和檢測的步驟。方法"A"其中當乙狀結腸鏡檢查運行時，在相同時段期間運行插入、照明和檢測的步驟。方法"A"其中插入、照明和檢測的步驟使用獨立的探測器運行。方法"A"其中插入、照明和檢測的步驟使用至少部分被放置在內窺鏡裝置內的探測器運行。方法"A"其中插入探測器的步驟將探測器插入到器官附近，因此器官的表面是器官的外表面。方法"A，，其中插入探測器的步驟，將探測器插入到小腸中，鄰近於胰腺，以檢測胰腺中的異常活體組織。方法"A"其中獲得指徵的步驟包括，與基線血液含量比較估計血液含量的步驟，其可以進一步包括建立基線血液含量的步驟，所述基線血液含量可以是基於該實體外的多個實體或一個實體的圍繞器官的區域的血液含量的測量數據。方法"A"其中估計的步驟估計血液含量，其血液含量估計值能是紅血球濃度、血紅蛋白濃度、去氧血紅蛋白濃度、氧合血紅蛋白濃度、血流和血流比率之一或者血液中的氧飽和度。方法"A，，其中估計血液含量和血流之一的步驟估計活體組織區域內的血液含量或血流的統計量，其中統計量是平均值、平均數、中位數、標準偏差、最大值和最小值之一。方法"A"其中來自獲取步驟的指徵指明在未來時間點，活體組織可能異常。方法"A"和在權利要求35中描述的步驟，其中通過將基線散射光鐠與利用最小二乘法分析獲自檢測數據的光譜相比識別出偏差，所述基線散射光譜顯示出基線血液含量。方法"A"和在權利要求37中描述的步驟，其中在建模步驟中使用的模型忽視在檢測數據中血液吸收的作用，和其中檢測數椐包含相互作用信號的光譜。方法"A"其中估計的步驟使用偏振和光語數據分析算法，和其中偏振和光鐠數據分析算法是表面偏振和光鐠數據分析算法，其估計血液含量和進一步其可以是被建模為對其餘散射信號附加的紅血球作用，和更進一步可以是無血液吸收作用的散射信號的光語被建模為波長的單調函數，包括至少以下之一一次、二次、高次多項式和反冪定律函數。方法"A"其中估計的步驟使用偏振和光鐠數據分析算法，其中偏振和光譜數據分析算法是表面下偏振和光譜數據分析算法，其估計血液含量，所述表面下偏振和光鐠數據分析算法可以包括擴散近似法。根據"A，，的方法，其中照明的組織可以是組織學上正常、肉眼檢查正常和內窺鏡檢查正常的至少之一。方法"B",提供了身體器官內活體組織可能異常的指徵，包括步驟識別其中包含微血管的器官組織，其中組織不包含可能異常的活體組織，根據微脈管系統內血液含量來判定是否在組織中存在微血管血液供給的早期增大，以指明是否活體組織是異常的。方法"B，，其中識別組織的步驟包括獲得組織的活檢的步驟。方法"B，，其中確定的步驟使用光學檢測以確定是否在微血管血液供給中存在早期增大。57方法"B"其中確定的步驟使用非光學檢測以確定是否在微血管血液供給中存在早期增大。方法"B"，其中可能異常的活體組織是癌變前活體組織，所述異常的癌變前活體組織可能是前發育異常階段的組織，和所述前發育異常階段組織可以是組織學上正常的和顯微正常的。方法"C"，包含步驟A)安置照明探測器，其用寬帶光照射目標組織，其中可能異常的目標組織是癌變前活體組織，所述癌變前活體組織可能是前發育異常階段組織，和所述前發育異常階段組織可以是組織學上正常的和顯微正常的；B)用來自探測器的光照明組織和其中的微脈管系統，其中用光照明的組織不包含異常組織；C)從被照明的組織檢測相互作用的光；D)根據檢測的相互作用光，估計微脈管系統內血液含量和血流至少一個的特徵指徵；E)根據估計的特徵，確定是否所述被照明組織是接近可能異常的活體組織。方法"C"其中特徵被沿目標組織表面的多個不同位置測定。方法"C"進一步包含定位接近所述探測器的範圍；和在所述範圍引導下使用估計特徵。方法"C"其中所述組織是器官。方法"C，，其中所述器官是結腸。方法"C"其中所述器官是在胃腸器官中。方法"C"其中探測器投射準直光束到組織上的位置。也設想了在權利要求中給出的聯合之外各種元件的裝置聯合。這些聯合包括以下裝置"A"，其發射獲自光源的寬帶光到人體組織的微脈管系統上，和接收相互作用的光用於將其傳送到接收器，所迷相互作用的光獲自寬帶光與微脈管系統相互作用的光，裝置包含具有適合於插入到人體中的端部的探測器，和其用寬帶光照明組織並接收相互作用的光，所述相互作用的光與組織內微脈管系統中的血液相互作用，探測器包括遞送光纖，其具有用於傳送獲自光源的寬帶光的遞送數值孔徑，遞送光纖具有適合於發射寬帶光的光遞送端部，和適合於連接到光源的光遞送源連接端；至少一個收集光纖，具有收集數值孔徑，收集光纖具有接收相互作用光的光收集端，和適合於連接到接收器的接收器連接端，其中光收集端基本上與遞送光纖的光遞送端對準並與之有預定距離；透鏡，其距收集光纖的光收集端和遞送光纖的光遞送端基本上間隔大約透鏡的一個焦距；其中遞送光纖和收集光纖和透鏡適合於在組織表面上的收集光斑收集相互作用的光，所述組織是在透鏡的焦平面內，其中收集的相互作用的光是由與微脈管系統的相互作用產生的，所述微脈管系統基本上是在收集光斑下預定的穿透深度，其中預定的穿透深度部分是由於選擇多個特徵所獲得的，所述選擇的多個特徵包括透鏡焦距的選擇和來自遞送光纖、收集光纖和透鏡之一的至少一個進一步的特徵。裝置"A"其中至少一個進一步的特徵是遞送光纖和收集光纖之一的特徵，且是如下任一(l)遞送光纖的類型、(2)收集光纖的類型、(3)遞送和收集的數值孔徑、(4)遞送光纖的光遞送端和收集光纖的光收集端的基本對準，和(5)在遞送光纖的光遞送端和收集光纖的光收集端之間的預定距離。59裝置"A"其中至少一個進一步特徵是透鏡的特徵，和是(1)透鏡類型和(2)透鏡和組織的間距的至少一個。遵照上兩段或其中任一段的上述裝置"A"，也計劃與在權利要求81-119中的主題聯合，和權利要求120的裝置與權利要求101的從屬權利要求聯合。裝置"A"，其中基本對準是在同一平面上，和其中基本上大約一個焦距是對收集光纖的光收集端和遞送光纖的光遞送端的每一個都1個焦距。裝置"A"，其中基本對準是在同一平面上，和其中基本上大約一個焦距是對收集光纖的光收集端和遞送光纖的光遞送端的每一個都大於一個焦距。裝置"A"，其中基本對準是在同一平面上，和其中基本上大約一個焦距是對收集光纖的光收集端和遞送光纖的光遞送端的每一個都小於一個焦距。裝置"A"，連同權利要求85的主題，其中基本對準提供了遞送光纖的遞送端與收集光纖的光收集端相比突出的更遠。裝置"A"，連同權利要求85的主題，其中基本對準提供了收集光纖的收集端與遞送光纖的遞送端相比突出的更遠。裝置"A"，連同權利要求85的主題，其中第一和笫二偏振器是彼此呈不同於90度和45度的角度。60裝置"A"連同權利要求85、101和102的主題，其中進一步不同的特徵是在兩個收集光纖的每個的光收集端和遞送光纖的光遞送端之間的距離，在某些具體方案中，其中在兩個收集光纖的每個的光收集端和遞送光纖的光遞送端之間的距離是相同的。裝置"A"連同權利要求85和101的主題，其中有多個光纖傳輸元件，在某些具體方案中至少一些光纖傳輸元件的不同特徵是數值孔徑，和在某些特定具體方案中，特定光纖傳輸元件的遞送和收集光纖的每個都具有相同的數值孔徑。裝置"A"連同權利要求85和101的主題，其中有多個光纖傳輸元件，在某些具體方案中至少一些光纖傳輸元件的不同特徵是在遞送光纖和至少兩個收集光纖的每個之間的間隔，和在某些特別具體方案中該間隔允許在至少兩個不同的光纖傳輸元件之間有至少4度的帶角範圍檢測差異。裝置"A"連同權利要求85和101的主題，其中有多個光纖傳輸元件，在某些具體方案中至少一些光纖傳輸元件的不同特徵是遞送和收集光纖的每個的直徑。裝置"A"連同權利要求85和101的主題，其中有多個探測器尖端組件和多個光纖傳輸元件。裝置"A"其中至少一個收集光纖是多個收集光纖，多個光纖包括多個成對的收集光纖，每個成對收集光纖具有在兩個成對收集光纖的每個的光收集端和遞送光纖的光遞送端之間相同的距離，和多個成對收集光纖的每個具有不同的距離。裝置"B"包括探測器，具有適合於照明組織和其中的微脈管系統的端部；和接收器，與探測器相耦接，接收器是用於處理來自微脈管系統的相互作用光，所述探測器包含遞送光纖，具有部；至少一個收集光纖，所述收集光纖具有收集數值孔徑和用於接收相互作用光以遞送到接收器的光收集端部，其中光收集端部是基本上與遞送光纖的發射體端對準並有預定距離的；和具有焦距的透鏡，透鏡位於距收集光纖光收集端和距遞送光纖發射體端基本上大約一個透鏡焦距的距離，所述遞送和收集光纖和透鏡適合於收集來自被照明組織位置的預定穿透深度的相互作用光，所述組織位置是在透鏡的焦平面內，其中預定穿透深度是基於透鏡的焦距和來自遞送光纖、收集光纖或透鏡的至少一個進一步特徵。裝置"B"進一步包含指示器，其根據檢測的相互作用光，特徵性指示微脈管系統內血液含量和血流的至少之一的估計數量。製造對於檢測組織微脈管系統內血液有深度範圍檢測選擇性的光i普數據探測器的方法"D"，光i普數據探測器接收來自光源的寬帶光和向接收器提供相互作用的光，方法包括步驟確定期望用於檢測相互作用光的深度範圍；提供光語數據探測器，光譜數據探測器包括遞送光纖，用於遞送獲自光源的寬帶光，遞送光纖具有適合於連接到光源的遞送光輸出端和遞送光源連接端；收集光纖組，收集光纖組包括至少一個收集光纖，每個收集光纖具有接收與組織內微脈管系統中血液相互作用的相互作用光的光收集端和接收器連接端，其中每個光收集端是基本上與遞送光纖的光遞送端對準並具有預定距離；透鏡，其基本上距每個收集光纖的每個光收集端和距遞送光纖的遞送光輸出端一個透鏡焦距的間隔；其中提供的步驟選擇了用於遞送光纖、收集光纖組和透鏡的不同特徵，以幫助允許光i普數據探測器具有確定的深度範圍。另一套目標聯合是權利要求13的方法與從屬於權利要求14的各項從屬權利要求的聯合。前述典型具體方案的說明書僅是用於說明和描述的目地給出的，不是意圖窮舉或限定到明確公開的形式。按照上述教導可以作出多種改良和變化。權利要求1、一種方法，包括步驟定位具有照明發射裝置的探測器，以將寬帶光投射到活體組織；用所述寬帶光照明所述活體組織的目標區域；檢測來自目標區域內的被照明組織的相互作用的光；根據檢測的相互作用光，估計活體組織的目標區域內血液含量和血流的至少一個的特徵指徵；和根據所述估計再定位所述照明發射裝置。2、如權利要求l的方法，其中被照明的組織是組織學上正常的組織，根據估計的特徵其是接近可能異常的活體組織。3、如權利要求2的方法，其中檢測步驟進一步包含確定是否在被照明組織的微脈管系統中存在估計血液含量和血流至少一個增大的步驟。4、如權利要求l的方法，其中再定位的步驟沿活體組織表面的多個不同位置發生。5、如權利要求4的方法，進一步包含定位接近所述探測器的範圍；和在範圍的指導下使用估計特徵。6、如權利要求l的方法，進一步包含定位接近所述探測器的範圍；和在範圍的指導下使用估計特徵。7、如權利要求l的方法，其中發射裝置自照明發射的寬帶光是準直光束。8、如權利要求1的方法，進一步包含其中估計步驟是根據差分偏振光鐠。9、如權利要求1的方法，其中所述組織是器官。10、如權利要求9的方法，其中所述器官是結腸。11、如權利要求9的方法，其中所述器官是在胃腸器官中。12、如權利要求1的方法，進一步包括根據兩個照明發射裝置位置的估計特徵中的變化，進一步再定位所述照明發射裝置到活體組織的進一步位置的步驟。13、一種提供體內活體組織可能為異常的指徵的方法，包括步驟定位照明探測器，所述照明探測器用寬帶光照明組織，其中照明探測器是放置在器官表面上的位置；在所述位置，用來自光源的光照明器官的組織和其中的微脈管系統，所述光是從照明探測器出射的，其中用光照明的組織不包含可能異常的活體組織；檢測產生自照明組織步驟的相互作用光作為檢測數據，其中相互作用光是基本上獲自與器官的組織內微脈管系統中血液相互作用的光，所述組織不包含可能異常的活體組織；使用檢測的數據，估計微脈管系統中血液含量和血流的至少一個，在不同的位置，用來自光源的光照明器官組織和其中的微脈管系統，所述光是從照明探測器出射的；檢測產生自不同位置的照明組織步驟的相互作用光，作為進一步的檢測數據，其中相互作用光是基本上獲自在不同位置與器官的組織內微脈管系統中血液相互作用的光；使用進一步的檢測數據，確定是否微脈管系統中估計血液含量和血流的至少一個存在增大；和根據至少所述確定，提供可能異常的活體組織的位置的方向指徵。14、一種提供體內活體組織可能為異常的指徵的方法，包括步驟:定位照明探測器，所述照明探測器用寬帶光照明組織，其中照明探測器是放置在器官表面上的位置；在所述位置，用來自光源的光照明器官的組織和其中的微脈管系統，所述光是從照明探測器出射的，其中用光照明的組織不包含可能異常的活體組織；檢測產生自照明組織步驟的相互作用光作為檢測數據，其中相互作用光是基本上獲自與器官的組織內微脈管系統中血液相互作用的光，所述組織不包含可能異常的活體組織；使用檢測的數據，估計微脈管系統中血液含量和血流的至少一個；和使用估計的血液含量和血流的至少之一，獲得活體組織可能異常的指徵，獲得的步驟包括確定是否在微脈管系統中估計的血液含量和血流的至少一個中存在增大的步驟；其中照明、檢測和估計的步驟被在沿表面的至少一個不同位置重複；和其中獲得的步驟根據多個不同位置的至少一些，提供了可能異常的活體組織的位置的方向指徵。15、如權利要求14的方法，其中在放置步驟中插入的照明探測器被包含在另一個外科或診斷儀器中。16、如權利要求15的方法，其中另一個外科或診斷儀器是內窺鏡。17、如權利要求15的方法，其中另一個外科或診斷儀器是乙狀結腸鏡。18、如權利要求15的方法，進一步包括使用另一個外科或診斷儀器以運行另一個外科或診斷過程的步驟。19、如權利要求18的方法，其中另一個外科或診斷儀器是乙狀結腸鏡，另一個外科或診斷過程是乙狀結腸鏡檢查，其中所述組織是結腸，且與僅使用乙狀結腸鏡可能的相比更大部分的結腸被分析，和其中更大部分的結腸是至少另外的10cm或30cm結腸。20、如權利要求15的方法，其中另一個外科或診斷儀器是直腸鏡和其中直腸鏡測量10cm內、30cm內和全部乙狀結腸內之一。21、如權利要求14的方法，其中至少一個不同位置是分離大於5cm的3巨離。22、如權利要求14的方法，其中至少一個不同位置是分離大於10cm的多巨離。23、如權利要求14的方法，其中方向指徵是通過指徵的梯度來提供的，其中當在異常組織位置的10cm內時指徵增加。24、如權利要求23的方法，其中梯度增加的區域指明了異常活體組織的可能性增大。25、如權利要求14的方法，其中照明器官組織、檢測和估計血液含量和血流至少一個的步驟被在多個不同的時間重複。26、如權利要求25的方法，其中多個不同時間是發生在單個過程期間，且檢測自多個不同時間的每個的相互作用光被一起歸一化，以確定歸一化的相互作用光，其被用於估計基線血液含量和基線血流的至少一個的步驟。27、如權利要求14的方法，其中獲得指徵的步驟包括與基線血液含量比較估計血液含量的步驟。28、如權利要求14的方法，其中活體組織的部分是可能異常的癌變前活體組織。29、如權利要求28的方法，其中可能異常的癌變前活體組織是前發育異常階段組織。30、如權利要求29的方法，其中前發育異常階段組織是組織學上正常、肉眼檢查正常和內窺鏡檢查正常的至少一個。31、如權利要求14的方法，其中插入照明探測器的步驟將探測器插入到器官中，因此器官的表面是器官的內表面。32、如權利要求31的方法，其中所述器官是結腸。33、如權利要求14的方法，其中估計的步驟使用偏振和光鐠數據分析算法。34、如權利要求33的方法，其中偏振和光譜數據分析算法是估計血液含量的表面和表面下偏振和光i普數據分析算法的至少一個。35、如權利要求34的方法，其中表面和表面下偏振和光鐠數據分析算法的至少一個是根據脫離基線血液含量值的血液含量值的確定，所述基線血液含量值代表正常組織。36、如權利要求35的方法，其中表面和表面下偏振和光鐠數據減弱，其作為血液含量的函數。37、如權利要求34的方法，其中估計的步驟包括將檢測的數據建模為波長的函數，其不顯示出血紅蛋白的吸收特徵，包括以下的至少一個一次、二次、高次多項式和反向功率反冪定律函數。38、如權利要求34的方法，其中估計的步驟是基本上實時運行的。39、如權利要求35的方法，其中紅血球的作用被建模為對記錄的光照強度光鐠的附加物。40、如權利要求14的方法，其中估計的步驟估計在一個組織深度對另一個組織深度的血液含量的比例的至少一個，和血液含量的比例被計算為共偏振、正交偏振和非偏振光的一個線性組合。41、一種提供體內活體組織可能為異常的指徵的方法，包括步驟定位照明探測器，所述照明探測器用寬帶光照明組織，其中照明探測器是放置在器官表面上的位置；在所述位置，用來自光源的光照明器官的組織和其中的微脈管系統，所述光是從照明探測器出射的，其中用光照明的組織不包含可能異常的活體組織；檢測產生自照明組織步驟的相互作用光作為檢測數據，其中相互作用光是基本上獲自與器官的組織內微脈管系統中血液相互作用的光，所述組織不包含可能異常的活體組織；使用表面和表面下偏振和光i普數據分析算法，利用檢測的數據，估計微脈管系統中血液含量和血流的至少一個；和使用估計血液含量和血流的至少一個，獲得活體組織可能異常的指徵，獲得的步驟包括確定是否在微脈管系統中估計的血液含量和血流的至少一個中存在增大的步驟。42、如權利要求41的方法，進一步包括步驟在不同的位置，用來自光源的光照明器官組織和其中的微脈管系統，所述光是從照明探測器出射的；檢測產生自照明組織步驟的相互作用光，作為進一步檢測的數據，其中相互作用光是基本上獲自與器官的組織內微脈管系統中血液相互作用的光，使用表面和表面下偏振和光i脊數據分析算法，利用進一步檢測的數據，估計微脈管系統中血液含量和血流的至少一個。43、如權利要求42的方法，其中估計的步驟是基本上同檢測步驟一起實時運行。44、如權利要求41的方法，其中估計的步驟是基本上被同檢測步驟一起實時運行。45、如權利要求41的方法，其中所述組織是結腸的部分，且照明、檢測、估計和獲得的步驟產生自單個測量。46、如權利要求41的方法，其中所述組織是結腸的乙狀結腸部分和照明、檢測、估計和獲得的步驟產生自單個測量。47、一種裝置，包含照明發射裝置，適合於照明活體組織的目標區域；收集器，適合於接收來自被照明組織的相互作用光；接收器，與收集器相耦接並適合於根據由收集器接收的相互作用光，估計組織的目標區域內至少血液含量或血流的特徵指徵；和指示器，與所述接收器電耦接並適合於根據所述估計的特徵提供指徵。48、如權利要求47的裝置，其中所述指示器進一步包含視覺顯示。49、如權利要求47的裝置，其中所述指示器進一步包含發聲器。50、如權利要求51的裝置，其中所迷指示器適合於提供在被照明的目標組織中存在血液供給增加的指徵。51、如權利要求50的裝置，其中所述指示器適合於根據與參考數據的比較，提供存在血液供給增加的指徵。52、如權利要求50的裝置，其中所述指示器適合於根據與組織另一個目標區域在前的測量數據比較，提供存在血液供給增加的指徵。53、如權利要求50的裝置，其中發射裝置和收集器被包含在外科或診斷儀器內。54、如權利要求53的裝置，其中外科或診斷儀器是內窺鏡。55、如權利要求53的裝置，其中外科或診斷儀器是乙狀結腸鏡。56、如權利要求53的裝置，其中所述指示器適合於提供探測器應該移動方向的指徵，以預測血液供給特徵的測量數據的增加或減少。57、如權利要求53的裝置，其中所述指示器是適合於根據估計特徵，提供何時所述被照明目標組織是接近可能異常的組織的指徵。58、如權利要求47的裝置，其中所述照明發射裝置是遞送光纖，所述遞送光纖具有遞送數值孔徑和用於發射寬帶光的發射體端部。59、如權利要求58的裝置，其中所述收集器是至少一個收集光纖，所述收集光纖具有收集數值孔徑，其中至少一個收集光纖的端部是基本上與遞送光纖的發射體端部對準並保持預定距離。60、如權利要求60的裝置，進一步包含具有焦距的透鏡，透鏡位於距收集光纖光收集端和距遞送光纖發射體端部基本上大約一個透鏡焦距的距離。61、如權利要求60的裝置，其中所述遞送和收集光纖和透鏡適合於收集來自被照明組織的預定穿透深度的相互作用光，其中預定穿透深度是根據透鏡的焦距和來自遞送光纖、收集光纖或透鏡的至少一個進一步特徵。62、一種探測器，其發射獲自光源的寬帶光到組織上並接收相互作用光以遞送到接收器，所述相互作用光是獲自寬帶光與組織的相互作用，包含適合於插入到人體內的端部；遞送光纖，具有遞送數值孔徑，用於遞送獲自光源的寬帶光，光遞送光纖具有適合於發射寬帶光的光遞送端和適合於連接到光源的光源連接端；至少一個收集光纖，具有收集數值孔徑，收集光纖具有接收相互作用光的光收集端和適合於連接到接收器的接收器連接端，其中光收集端是基本上與遞送光纖的光遞送端對準並保持預定距離；和透鏡，其距收集光纖的光收集端和距遞送光纖的光遞送端基本上大約一個透鏡焦距的間隔。63、如權利要求62的探測器，其中有一個且僅有一個收集光纖。64、如權利要求63的探測器，其中遞送數值孔徑和收集數值孔徑是相同的。65、如權利要求62的探測器，其中有兩個且僅有兩個收集光纖。66、如權利要求65的探測器，其中兩個收集光纖具有相同的收集數值孔徑和每個收集光纖的光收集端是基本上與遞送光纖的光遞送端對準並保持相同的預定距離。67、如權利要求66的探測器，進一步包括放置在透鏡與遞送和收集光纖之間的第一和第二偏振器，第一偏振器提供發射的寬帶光和被引導至兩個收集光纖之一的相互作用光的偏振，且第二偏振器提供被引導至兩個收集光纖的另一個的相互作用光的偏振，和其中第一和第二偏振器的內含物和每個的偏振都是選擇的多個特徵的額外那些。68、如權利要求66的探測器，進一步包括放置在透鏡與遞送和收集光纖之間的第一和第二偏振器，第一偏振器提供發射的寬帶光的偏振和第二偏振器提供被引導至兩個收集光纖的至少一個的相互作用光的偏振，和其中第一和第二偏振器的內含物和每個的偏振都是選擇的多個特徵的額外那些。69、如權利要求68的探測器，進一步包括放置在兩個收集光纖的另一個和透鏡之間的第三偏振器，第三偏振器提供被引導至兩個收集光纖的另一個的相互作用光，其指向，和其中第三偏振器的內含物和第三偏振器的偏振都是選擇的多個特徵的額外那些。70、如權利要求67的裝置，其中基本上對準是在相同的平面。71、如權利要求62的探測器，其中透鏡包含球透鏡、折射率漸變透鏡、非球透鏡、柱透鏡、凸-凸透鏡和平-凸透鏡的至少一個。72、如權利要求62的裝置，進一步包含與所述接收器相耦接的顯示裝置，所述指示器適合於提供與在被照明的組織位置的血液含量和血流的至少一個有關的指徵。73、如權利要求72的裝置，其中顯示裝置通過符號、顏色、字母數字、光、聲和類似技術和它們的組合，顯示增加的血液供給和增加血液供給的特徵的連續和非連續比較的至少一個，和指明探測器應該移動的方向，以預測血液供給的特徵的測量數據的增加或減少。74、一種裝置，其發射獲自光源的寬帶光到人體組織的微脈管系統上並接收相互作用光以遞送至接收器，所述相互作用光是獲自寬帶光與微脈管系統的相互作用，裝置包含探測器，具有適合於插入到人體內的端部，和其用寬帶光照明組織並接收與組織內微脈管系統中血液相互作用的相互作用光，探測器包括遞送光纖，具有遞送數值孔徑，用於遞送獲自光源的寬帶光，遞送光纖具有適合於發射寬帶光的光遞送端和適合於連接到光源的光遞送光源連接端；至少一個收集光纖，具有收集數值孔徑，收集光纖具有接收相互作用光的光收集端和適合於連接到接收器的接收器連接端，其中光收集端是與遞送光纖的光遞送端基本上對準並保持預定距離；和透鏡，其距收集光纖的光收集端和距遞送光纖的光遞送端基本上大約一個透鏡焦距的間隔；其中遞送光纖和收集光纖以及透鏡適合於收集組織表面上收集光斑處的相互作用光，所述組織表面是在透鏡的焦平面內，和其中收集的相互作用光產生自與微脈管系統的相互作用，所述微脈管系統基本上是在收集光斑下的預定穿透深度，和其中預定穿透深度是由於選擇多個特徵部分地獲得的，所述選擇的多個特徵包括透鏡焦距和來自遞送光纖、收集光纖或透鏡的至少一個額外特徵的選擇。75、如權利要求75的裝置，其中至少一個進一步的特徵是遞送光纖和收集光纖之一的特徵，和是如下任一(l)遞送光纖的類型、(2)收集光纖的類型、(3)遞送和收集數值孔徑、(4)遞送光纖的光遞送端和收集光纖的光收集端的基本對準，(5)在遞送光纖的光遞送端和收集光纖的光收集端之間的預定距離和(6)透鏡的類型。76、如權利要求74的裝置，診斷儀器內。77、如權利要求76的裝置，鏡。78、如權利要求22的裝置,79、如權利要求76的裝置,結腸鏡。其中探測器被包含在另一個外科或其中另一個外科或診斷儀器是內窺其中探測器從內窺鏡的端伸出。其中另一個外科或診斷儀器是乙狀80、如權利要求79的裝置，其中探測器從乙狀結腸鏡的端伸出。81、如權利要求74的裝置，其中有一個且僅有一個收集光纖。82、如權利要求81的裝置，其中遞送數值孔徑和收集數值孔徑是相同的。83、如權利要求74的裝置，其中有兩個且僅有兩個收集光纖。84、如權利要求83的裝置，其中兩個收集光纖具有相同的收集數值孔徑和每個收集光纖的光收集端是與遞送光纖的光遞送端基本上對準並保持相同的預定距離。85、如權利要求84的裝置，進一步包括放置在透鏡與遞送和收集光纖之間的第一和第二偏振器，第一偏振器提供發射的寬帶光和被引導至兩個收集光纖之一的相互作用光的偏振，和第二偏振器提供被引導至兩個收集光纖的另一個的相互作用光的偏振，和其中第一和第二偏振器的內含物和每個的偏振都是選擇的多個特徵的額外那些。86、如權利要求84的裝置，進一步包括放置在透鏡與遞送和收集光纖之間的第一和第二偏振器，第一偏振器提供發射的寬帶光的偏振和第二偏振器提供被引導至兩個收集光纖的至少之一相互作用光的偏振，和其中第一和第二偏振器的內含物和每個的偏振都是選擇的多個特徵的額外那些。87、如權利要求86的裝置，進一步包括放置在兩個收集光纖的另一個和透鏡之間的第三偏振器，第三偏振器提供被引導至兩個收集光纖的另一個的相互作用光的偏振，和其中第三偏振器的內含物和第三偏振器的偏振都是選擇的多個特徵的額外那些。88、如權利要求85的裝置，其中基本上對準是在相同的平面。89、如權利要求85的裝置，其中被檢測的微血管組織內血液含量的深度是在0和250微米之間。90、如權利要求85的裝置，其中笫一和笫二偏振器是彼此正交的。91、如權利要求85的裝置，其中接收器收集相互作用光的不同偏振光傳分量。92、如權利要求91的裝置，其中接收器包括用於使用不同偏振分量以創建偏振選通光譜數據的元件。93、如權利要求91的裝置，其中接收器包括線性陣列CCD檢測94、如權利要求85的裝置，其中每個收集光纖的收集端對稱地間隔在遞送光纖的光遞送端周圍。95、如權利要求85的裝置，其中光源發射至少兩個波長範圍的光。96、如權利要求95的裝置，其中兩個波長範圍是如此以至它們中的一個包括542、555和576nm波長且另一個包括比576nm更長的波長。97、如權利要求74的裝置，其中光源發射至少兩個波長範圍的光。98、如權利要求97的裝置，其中兩個波長範圍是如此以至它們中的一個包括542、555和576nm波長且另一個包括比542nm更短的波長。99、如權利要求74的裝置，光。100、如權利要求74的裝置，與遞送和收集光纖之間的偏振器，互作用光偏振的調節的至少一個。其中光源從多個窄帶光源獲得寬帶其中探測器進一步包括放置在透鏡偏振器允許發射的寬帶光偏振和相101、如權利要求85的裝置，其中遞送光纖和收集光纖被形成為一個可互換的光傳輸元件，具有裝置連接端和檢測端，檢測端分別包括遞送光纖和收集光纖的光遞送端和光連接端；其中透鏡被形成為一個可互換的探測器接頭組件，和其中有如下至少一個(a)包括一個可互換探測器接頭組件的多個可互換的探測器接頭組件和(b)包括一個可互換光傳輸元件的多個可互換的光傳輸元件；其中多個可互換探測器接頭組件的每個和多個可互換光傳輸元件的每個具有不同的選擇特徵，以幫助檢測在不同組織穿透深度的相互作用光，從而特定可互換光纖傳輸元件與特定可互換探測器接頭組件的耦接將提供在特定組織穿透深度的相互作用光的檢測。102、如權利要求101的裝置，其中有多個探測器接頭組件。103、如權利要求102的裝置，其中至少一些可互換探測器接頭組件進一步包括放置在透鏡與遞送和收集光纖之間的偏振器，偏振器提供了至少一些探測器接頭組件的進一步不同的特徵。104、如權利要求103的裝置，其中偏振器適合於發射的寬帶光偏振和相互作用光偏振的調節的至少一個。105、如權利要求102的裝置，其中對於至少一些多個探測器接頭組件，進一步不同的特徵是在裝置連接端和透鏡的焦平面之間的距離。106、如權利要求102的裝置，其中進一步不同的特徵是在透鏡的焦平面和組織表面的表面之間的距離。107、如權利要求105的裝置，其中對於至少一些多個探測器接頭組件，外隔離物是用於確保在透鏡的焦平面和組織表面的表面之間的距離。108、如權利要求102的裝置，其中在一個探測器接頭組件中的一個透鏡具有與在另一個探測器接頭組件中的另一個透鏡相比更大的焦距，以獲得發射的寬帶光的更大的光斑大小。109、如權利要求102的裝置，其中光傳輸元件的至少一個包括兩個且僅有兩個收集光纖。110、如權利要求109的裝置，其中至少一些可互換探測器接頭組件進一步包括放置在透鏡與遞送和收集光纖之間的第一和第二偏振器，其中第一和第二偏振器提供了至少一些探測器接頭組件的進一步不同的特徵。111、如權利要求110的裝置，其中第一偏振器提供發射的寬帶光和被引導至兩個收集光纖的一個的相互作用光的偏振和第二偏振器提供被引導至兩個收集光纖的另一個的相互作用光的偏振。112、如權利要求109的裝置，其中對於至少一些多個探測器接頭組件，進一步不同的特徵是在光連接端和透鏡的焦平面之間的距離。113、如權利要求109的裝置，其中進一步不同的特徵是在透鏡的焦平面和組織表面的表面之間的距離。114、如權利要求112的裝置，其中對於至少一些多個探測器接頭組件，外隔離物是用於確保在透鏡的焦平面和組織表面的表面之間的距離。115、如權利要求109的裝置，其中在一個探測器接頭組件中的一個透鏡具有與在另一個探測器接頭組件中的另一個透鏡相比更大的焦距，以獲得發射的寬帶光的更大的光斑大小。116、如權利要求109的裝置，其中對於至少一些多個探測器接頭組件，進一步不同的特徵是在裝置連接端和透鏡的焦平面之間的距離。117、如權利要求109的裝置，其中進一步不同的特徵是在透鏡的焦平面和組織表面的表面之間的距離。118、如權利要求117的裝置，其中對於至少一些多個探測器接頭組件，外隔離物是用於確保在透鏡的焦平面和組織表面的表面之間的距離。119、如權利要求74的裝置，其中至少一個收集光纖是多個收集光纖，多個光纖包括多個成對的收集光纖，每個成對收集光纖具有在兩個成對收集光纖的每個的光收集端和遞送光纖的光遞送端之間相同的距離，和多個成對收集光纖的每個具有不同的距離。120、一種裝置，其發射獲自光源的寬帶光到人體組織的微脈管系統上並接收相互作用光以遞送到接收器，所述相互作用光是獲自寬帶光與微脈管系統的相互作用，裝置包含探測器，具有適合於插入到人體內的端部，和其用寬帶光照明組織並接收與組織內微脈管系統中血液相互作用的相互作用光，探測器包括遞送光纖，具有遞送數值孔徑，用於遞送獲自光源的寬帶光，遞送光源連接端；至少一個收集光纖，具有收集數值孔徑，收集光纖具有接收相互作用光的光收集端和適合於連接到接收器的接收器連接端，其中光收集端是與遞送光纖的光遞送端基本上對準並保持預定距離；和透鏡，其距收集光纖的光收集端和距遞送光纖的光遞送端基本上大約一個透鏡焦距的間隔；其中遞送光纖和收集光纖被形成為一個可互換的光傳輸元件，具有裝置連接端和檢測端，檢測端分別包括遞送光纖和收集光纖的光遞送端和光連接端；其中透鏡被形成為一個可互換的探測器接頭組件，和其中有如下至少一個(a)多個可互換的探測器接頭組件，其包括一個可互換的探測器接頭組件，和(b)多個可互換的光傳輸元件，其包括一個可互換的光傳輸元件。121、如權利要求120的裝置，其中存在多個可互換探測器接頭組件。122、如權利要求121的裝置，其中在每個過程中使用多個可互換探測器接頭組件的一個。123、如權利要求121的裝置，其中多個可互換探測器接頭組件的每個和多個可互換光傳輸元件的每個具有不同的選擇特徵，以幫助在不同組織穿透深度的相互作用光的檢測，因此特定可互換光纖傳輸元件與特定可互換探測器接頭組件的耦接將提供在特定組織穿透深度的相互作用光的檢測。全文摘要本發明在一個方面涉及一種利用存在於接近但不是病灶或腫瘤本身的組織、異常組織中和發育為這些病灶或腫瘤之前的組織中的「微血管血液供給早期增大」(EIBS)來檢測腫瘤或病灶的靶點的方法和裝置。雖然異常組織可以是病灶或腫瘤，異常組織也可以是病灶或腫瘤形成之前的組織，例如癌變前的腺瘤、變性隱窩病灶、發展為發育不良病灶之前的組織，它本身還沒有顯示出發育不良的表現型和這些病灶或前發育不良組織附近的組織。文檔編號A61B5/00GK101489471SQ200780026888公開日2009年7月22日申請日期2007年5月21日優先權日2006年5月19日發明者H·洛伊,M·塞戈爾,R·瓦裡,V·圖爾茲提斯奇,V·貝克曼,洋劉,金泳來申請人:北岸大學健康系統公司;西北大學