[發(fā)明專(zhuān)利]用于材料特性的測(cè)量的細(xì)針彈性成像裝置和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580053412.4
• 申請(qǐng)日: 2015-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107106149A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·K·吉姆楚斯基;S·夏爾馬;P·R·威爾金森;N·拉加文德拉;J·拉奧;M·D·J·維克拉瑪拉特恩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 加利福尼亞大學(xué)董事會(huì)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B10/02
• 分類(lèi)號(hào): A61B10/02
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙志剛,趙蓉民

相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)案的交叉引用

本申請(qǐng)要求吉姆楚斯基(Gimzewski)等人在2014年8月11日提交的名稱(chēng)為“FINE NEEDLE ELASTOGRAPHY DEVICE AND SYSTEM FOR THE MEASUREMENT OF MATERIAL PROPERTIES(用于材料特性的測(cè)量的細(xì)針彈性成像裝置和系統(tǒng))”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案62/035,976的權(quán)益，該申請(qǐng)案的內(nèi)容以引用方式全文并入本文中。

背景技術(shù)

期望識(shí)別早期癌癥的新方法。

例如，甲狀腺癌是一種最易治愈的癌癥。甲狀腺癌是最常見(jiàn)的內(nèi)分泌癌，占據(jù)每年在美國(guó)確診的所有新癌癥的1.0％至1.5％。很大程度上由于缺乏認(rèn)識(shí)和延遲診斷，僅2013年在美國(guó)，甲狀腺癌影響約60,220人并且導(dǎo)致約1,850人死亡，其中60％的案例在難于治療癌癥的中期或高風(fēng)險(xiǎn)期確診。

又例如，在美國(guó)最常見(jiàn)的一種癌癥以及女性中癌癥死亡的主要原因是乳腺癌。在絕經(jīng)前女性中，確認(rèn)腫塊中的十二分之一是惡性的。在絕經(jīng)后女性中，確認(rèn)腫塊中約二分之一是惡性的。因此，需要有效的評(píng)估和及時(shí)的診斷來(lái)排除惡性腫瘤以及使不必要的測(cè)試和創(chuàng)傷性手術(shù)最小化，并且還需要最小化乳腺癌的普遍過(guò)度診斷和過(guò)度治療。乳腺癌通常用臨床乳腺檢查、成像和組織采樣的三階段過(guò)程來(lái)診斷。然而，可觸知的乳腺腫塊是常見(jiàn)的并且通常呈良性(例如，纖維腫瘤和囊腫)，因此在臨床乳腺檢查階段，存在值得關(guān)注的過(guò)度診斷。

除了觸診之外，可以使用FNA(細(xì)針抽吸)細(xì)胞學(xué)(FNAC)，并且FNAC是目前在美國(guó)用于初步篩選病人的最準(zhǔn)確和最敏感的診斷工具。然而，F(xiàn)NAC具有與標(biāo)本質(zhì)量、采樣技術(shù)、執(zhí)行抽吸的醫(yī)生的技術(shù)、解讀抽出物的病理學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)以及在良性與惡性濾泡性腫瘤之間的重疊細(xì)胞學(xué)特征有關(guān)的缺陷。例如，甲狀腺FNA的FNAC敏感性和特異性值分別在65％至98％之間以及73％至100％之間變化。如此廣范圍的敏感性和特異性的重要原因是細(xì)胞病理學(xué)家如何處理“可疑”的種類(lèi)以及細(xì)胞病理學(xué)家如何界定假陽(yáng)性和假陰性結(jié)果。另外，F(xiàn)NAC分析涉及樣本制備和成像能力，并且在定量識(shí)別惡性腫瘤方面受限。

近年來(lái)，彈性成像方法已經(jīng)用于確定不同結(jié)構(gòu)與其各自組織彈性之間的關(guān)系，這能夠有助于診斷惡性腫瘤。彈性成像提供用于定性地成像組織剛度的方法，并且可以提供額外的改進(jìn)的敏感性、客觀性或例如剛度圖案的細(xì)節(jié)(例如，與手觸或FNAC相比)。然而，彈性成像是昂貴且定性的，并且涉及專(zhuān)業(yè)的儀器和操作技能。

因此，仍存在對(duì)定量、有成本效益且易于使用的早期癌癥診斷方法的未滿(mǎn)足需求。在此背景下，需要開(kāi)發(fā)本文所描述的實(shí)施例。

公開(kāi)內(nèi)容

在一個(gè)方面中，彈性成像系統(tǒng)包含彈性成像裝置以及連接到所述彈性成像裝置的位置感測(cè)裝置。彈性成像裝置包含：外殼；探測(cè)元件，其可拆卸地附接到所述外殼；以及力傳感器，其附接在所述外殼內(nèi)，所述力傳感器連接到所述探測(cè)元件。

在另一方面中，彈性成像系統(tǒng)包含：外殼；針，其可拆卸地附接到所述外殼；以及力傳感器，其位于所述外殼內(nèi)并且相對(duì)于所述針固定安裝，其中所述力傳感器檢測(cè)施加到所述針的力。

在另一方面中，彈性成像方法包含：將探測(cè)元件插入材料中；由連接到所述探測(cè)元件的底座的力傳感器產(chǎn)生指示由所述材料施加到所述探測(cè)元件的力的信號(hào)；以及基于所述信號(hào)獲得所述材料內(nèi)的材料特性的空間變化的映射。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的細(xì)針彈性成像(FNE)系統(tǒng)的示例的圖示。

圖2是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的計(jì)算裝置的示例的圖示。

圖3A是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的細(xì)針彈性成像(FNE)裝置的示例的圖示。

圖3B是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的圖3A的FNE裝置的表示。

圖3C是固持圖3A的FNE裝置的圖示。

圖4是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的圖3A的FNE裝置的表示。

圖5是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的FNE裝置的電荷與力的曲線圖。

圖6是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的在FNE裝置的插入期間的力與距離的曲線圖。

圖7A是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的在FNE裝置的插入期間的力變化與距離的曲線圖。

圖7B是表示圖7A的曲線圖中的曲線的力不均勻性的條形圖。

圖7C是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的在FNE裝置的插入期間的力的導(dǎo)數(shù)與距離的曲線圖。

圖7D是表示圖7C的曲線圖中的曲線的剛度不均勻性的條形圖。