[發(fā)明專利]由拉曼光譜法表征肺組織的設(shè)備和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180006587.1
• 申請(qǐng)日: 2011-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN102740762A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾海山;M·紹特;S·拉姆;A·麥克威廉姆斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 不列顛哥倫比亞癌癥分社
• 主分類號(hào): A61B1/267
• 分類號(hào): A61B1/267;A61B6/00;G01N21/65
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 張陽

1.一種表征肺組織的設(shè)備，該設(shè)備包括：

拉曼分光計(jì)，被配置為在1500cm^-1至3400cm^-1的相對(duì)波數(shù)范圍內(nèi)生成拉曼光譜；

拉曼光譜分析單元，被配置為基于拉曼光譜的1500cm^-1至3400cm^-1的相對(duì)波數(shù)范圍內(nèi)的特征來表征組織；以及

反饋裝置，能夠響應(yīng)于拉曼光譜分析單元的輸出而被驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生人可察覺的信號(hào)，所述信號(hào)指示由拉曼光譜分析單元對(duì)組織的表征。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中拉曼光譜分析單元被配置為處理拉曼光譜，以提供經(jīng)平滑的二階導(dǎo)數(shù)光譜，并且基于經(jīng)平滑的二階導(dǎo)數(shù)光譜中的特征來表征組織。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中拉曼光譜分析單元被配置為通過對(duì)每個(gè)光譜應(yīng)用Savitzky-Golay六點(diǎn)二次多項(xiàng)式來生成所述經(jīng)平滑的二階導(dǎo)數(shù)光譜。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中拉曼光譜分析單元被配置為通過執(zhí)行3點(diǎn)平滑操作來處理拉曼光譜，并且基于經(jīng)3點(diǎn)平滑的光譜中的特征來表征組織。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中拉曼光譜分析單元被配置為使得表征基于在1550cm^-1至1800cm^-1的第一相對(duì)波數(shù)范圍內(nèi)的第一特征以及2700cm^-1至3100cm^-1的第二相對(duì)波數(shù)范圍內(nèi)的第二特征。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中拉曼光譜分析單元被配置為通過計(jì)算針對(duì)主成分的光譜的主成分得分并且根據(jù)基于所述主成分得分的判別函數(shù)執(zhí)行判別分析來分析拉曼光譜，其中所述主成分得分從包括在1500cm^-1至3400cm^-1的相對(duì)波數(shù)范圍內(nèi)成分的拉曼光譜的訓(xùn)練集導(dǎo)出。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中判別分析包括線性判別分析。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其中拉曼光譜分析單元包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，并且表征主成分得分的信息被存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中將判別函數(shù)存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中拉曼光譜分析單元包括被配置為從拉曼光譜中減去熒光背景的熒光背景減去級(jí)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中熒光背景減去級(jí)被配置為執(zhí)行多項(xiàng)式擬合例程以評(píng)估熒光背景。

12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其中拉曼光譜分析單元包括在所述熒光背景減去級(jí)之后的歸一化級(jí)，該歸一化級(jí)被配置為歸一化拉曼光譜。

13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中拉曼光譜分析單元被配置為從拉曼光譜減去環(huán)境背景信號(hào)。

14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括支氣管鏡，其中拉曼分光計(jì)包括可插入所述支氣管鏡的儀器通道中的光導(dǎo)，用以接收包含拉曼光譜的光。

15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中拉曼分光計(jì)分析單元包括歸一化級(jí)，該歸一化級(jí)被配置為通過對(duì)每個(gè)光譜的平方導(dǎo)數(shù)值求和并且將每個(gè)變量除以該和，而歸一化該拉曼光譜。

16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中拉曼分光計(jì)分析單元被配置為通過如下來表征組織：

如果組織特性的后驗(yàn)概率小于第一閾值，則表征組織位于第一類別；

如果組織特性的后驗(yàn)概率大于第二閾值，則表征組織位于第二類別；以及

如果組織特性的后驗(yàn)概率在第一閾值和第二閾值之間，則表征組織位于第三類別。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中第一閾值表現(xiàn)為0.3±10%的截止點(diǎn)，而第二閾值表現(xiàn)為0.7±10%的截止點(diǎn)。

18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的設(shè)備，其中反饋裝置產(chǎn)生人可感知的信號(hào)，其中：

如果組織處于第一分類，則所述信號(hào)是第一信號(hào)；

如果組織處于第二分類，則所述信號(hào)是第二信號(hào)；以及

如果組織處于第三分類，則所述信號(hào)是第三信號(hào)。