[發(fā)明專利]用于分析、表征和/或診斷如異常生長的樣本或組織的類型或性質(zhì)的拉曼光譜系統(tǒng)、裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580046151.3
• 申請(qǐng)日: 2015-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN106793917B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃志偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新加坡國立大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B1/00
• 分類號(hào): A61B1/00;G01N21/65
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 康艷青;姚開麗

使用拉曼光譜表征、識(shí)別或診斷樣本或組織的類型和/或性質(zhì)，例如異常生長；包括分析兩個(gè)不同波長范圍，例如FP和HW波長范圍內(nèi)的拉曼光譜內(nèi)的不同光譜子區(qū)間，以識(shí)別與一個(gè)或兩個(gè)波長范圍中的一個(gè)或多個(gè)參考標(biāo)記的匹配；并且通過該匹配來表征、鑒定或診斷該樣本或組織的類型和/或性質(zhì)。可以使用單個(gè)衍射光柵同時(shí)檢測(cè)或獲取FP和HW拉曼光譜。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)多個(gè)方面涉及用于增強(qiáng)激發(fā)能(例如準(zhǔn)直照明)所指向的樣本或組織的類型或性質(zhì)的識(shí)別精度的拉曼光譜系統(tǒng)和方法，例如異常或明顯異常生長(例如癌癥)。具體但不排他地，本申請(qǐng)多個(gè)方面可在體內(nèi)和體外實(shí)時(shí)增強(qiáng)諸如胃腸道生長的異常組織的診斷精度。

背景技術(shù)

通過如內(nèi)窺鏡的微創(chuàng)技術(shù)來準(zhǔn)確并快速地表征和識(shí)別組織的性質(zhì)，如腫瘤性胃腸生長是非常理想的。例如，結(jié)腸直腸癌(CRC)是一種到晚期才發(fā)現(xiàn)時(shí)則具有高死亡率的常見疾病。識(shí)別和根除腫瘤性息肉是降低結(jié)腸直腸死亡率和發(fā)病率的最重要的措施之一。利用常規(guī)結(jié)腸鏡技術(shù)區(qū)分具有很低或沒有惡性轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)的增生性息肉和具有顯著惡性潛伏期的腺瘤仍然屬于臨床挑戰(zhàn)。

每年估計(jì)有超過120萬個(gè)新的癌癥病例和608,700例死亡，CRC是當(dāng)今世界中的重要問題。對(duì)可治愈階段的早期癌癥息肉(即腺瘤)的早期識(shí)別結(jié)合適當(dāng)?shù)闹委煾深A(yù)，如息肉切除術(shù)或內(nèi)窺鏡粘膜切除(EMR)仍然是減少結(jié)腸直腸死亡率和發(fā)病率的最重要的措施。現(xiàn)有的結(jié)腸鏡方法受到許多基本的臨床限制。這是因?yàn)槌Ｒ?guī)結(jié)腸鏡檢查完全依賴于息肉的總體粘膜特征的可視性，如腺管開口，血管模式等，并且很少或沒有提供關(guān)于組織的生物分子信息。因此，目前的護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)建議切除所有可疑的息肉樣病變或在結(jié)腸直腸檢查中發(fā)現(xiàn)的異常生長。這種方法工作強(qiáng)度很大，導(dǎo)致了高成本組織病理評(píng)估，并且給患者帶來不必要的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗邢⑷鈽硬∽冎械娜种坏蕉种欢紩?huì)變成增生。雖然息肉切除的絕對(duì)風(fēng)險(xiǎn)被認(rèn)為相對(duì)較小，但它仍然是并發(fā)癥最常見的誘因，如結(jié)腸鏡檢查期間的出血，穿孔等。考慮到現(xiàn)有的臨床挑戰(zhàn)和最近引入的廣泛傳播的基于結(jié)腸直腸群體的篩查計(jì)劃，對(duì)先進(jìn)的內(nèi)窺鏡檢查方法的需求變得前所未有的迫切。因此，最近的研究已經(jīng)開始針對(duì)更精密的分子成像和光譜技術(shù)的開發(fā)，以改進(jìn)體內(nèi)診斷和分析。

證據(jù)表明，將離體拉曼光譜應(yīng)用到結(jié)腸組織標(biāo)本可為區(qū)分不同病理類型(即正常，增生性息肉，腺瘤和腺癌)提供令人鼓舞的準(zhǔn)確率，準(zhǔn)確范圍為89％至99％。這仍需要去除息肉以便拉曼光譜識(shí)別該病理類型的性質(zhì)，并因此具有與上述常規(guī)內(nèi)窺鏡技術(shù)同樣的問題。此外，將拉曼光譜應(yīng)用到體內(nèi)臨床診斷存在許多障礙。這包括技術(shù)上的限制，例如固有的弱組織拉曼散射、較長的采集時(shí)間(>5s)和開發(fā)具有低熔融石英干擾、高收集效率和深度分辨力的長的(>1.9μm)小型化光纖探針設(shè)計(jì)的基本需求。該探針需要用低熔融石英制造，因?yàn)槿廴谑⒕哂休^強(qiáng)的拉曼信號(hào)和熒光本底，這將干擾弱組織拉曼信號(hào)。迄今為止，這些技術(shù)限制仍然沒有被解決。

最近的技術(shù)進(jìn)步，包括快速拉曼光譜技術(shù)的發(fā)展和具有共焦能力的小型化光纖拉曼探針使得可在進(jìn)行中的內(nèi)窺鏡檢查期間，實(shí)現(xiàn)體內(nèi)實(shí)時(shí)組織病理評(píng)估(即光學(xué)活檢)。結(jié)腸直腸息肉的拉曼光譜研究易于受所謂的指紋(FP)光譜范圍(例如，800-1800cm^-1)的局限。使用高波數(shù)(HW)區(qū)域(例如，2800-3600cm^-1)已經(jīng)引起了一些注意，這是因?yàn)樵摴庾V范圍表現(xiàn)出更強(qiáng)的組織拉曼信號(hào)以及來自光纖拉曼探針的石英本底的更少的干擾。然而，目前能夠識(shí)別體內(nèi)癌細(xì)胞的技術(shù)還不具有足夠的精確性以使這種類型的技術(shù)成為可行選擇。需要一種能夠在體內(nèi)和離體以更高的精度識(shí)別癌細(xì)胞的拉曼光譜技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的目的在于克服與用于表征、識(shí)別和/或診斷如異常生長的組織的類型和/或性質(zhì)的現(xiàn)有技術(shù)和當(dāng)前內(nèi)窺鏡技術(shù)相關(guān)聯(lián)的至少一些問題，異常組織如原發(fā)在身體的任何部分中的癌癥等。另一個(gè)目的是提供基于拉曼光譜的加強(qiáng)精確度的系統(tǒng)和方法，用于快速表征、識(shí)別和/或診斷異常組織的類型或性質(zhì)，例如在內(nèi)窺鏡檢查(例如胃腸內(nèi)窺鏡檢查，如結(jié)腸鏡檢查)期間的體內(nèi)息肉和癌前期。