[發(fā)明專利]用于表征組織的測量系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680087359.4
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN109414198A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·邦馬蘭;P·范舒爾特斯;S·法爾尼;T·格蘭德勒;P·昆澤里;N·賴因克
• 申請（專利權(quán)）人: 歐普斯尼奧伊有限責(zé)任公司
• 主分類號: A61B5/01
• 分類號: A61B5/01;A61B5/00
• 代理公司: 北京匯知杰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11587
• 代理人: 吳煥芳;楊勇

公開了一種用于以非侵入方式表征樣本組織(4；4a，4b)的測量系統(tǒng)(1)，所述測量系統(tǒng)包括用于對樣本組織(4；4a，4b)進(jìn)行熱刺激的刺激裝置(3；3a，3b；3a，3c)、用于采集樣本組織(4)的至少一個溫度曲線的溫度傳感器(2；2a，2b)、連接至溫度傳感器(2；2a，2b)以用于處理由溫度傳感器(2；2a，2b)傳送的數(shù)據(jù)的計算單元(11)。在對樣本組織(4；4a，4b)進(jìn)行熱刺激期間，由熱刺激導(dǎo)致的來自至少測量區(qū)域(5)的由樣本組織(4；4a，4b)輻射的熱輻射能夠由溫度傳感器(2；2a，2b)檢測到。刺激裝置包括在整個測量周期內(nèi)在接觸區(qū)域(6)中與樣本組織(4；4a，4b)持續(xù)接觸的溫度調(diào)節(jié)體(3；3a，3b；3a，3c)。在測量周期內(nèi)，溫度調(diào)節(jié)體(3；3a，3b；3a，3c)具有與樣本組織(4；4a，4b)不同的溫度。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及根據(jù)各個獨(dú)立權(quán)利要求所述的用于表征有機(jī)組織的測量系統(tǒng)和方法。

現(xiàn)有技術(shù)

用于表征組織的方法在若干技術(shù)領(lǐng)域中是已知的。例如，這些方法用于表征皮膚組織以檢測病變。這些方法中大多數(shù)都是基于對皮膚的視覺檢查。這種方法主觀，并且在視覺皮膚表征之后極大地依賴于相應(yīng)醫(yī)生的經(jīng)驗。

因此，已經(jīng)開發(fā)出許多裝置和檢查方法，以用于簡化這種表征并實現(xiàn)更好的精度。這種裝置的科學(xué)基礎(chǔ)是主動式熱影像法(active thermography)。

主動式熱影像法利用對組織區(qū)域的加熱或冷卻以及隨后的對容易包含病變的組織的表面溫度的記錄。一些病變類型的皮膚具有與健康皮膚不同的熱物理性質(zhì)。特別地，在癌癥病變的情況下，預(yù)計會有更高的代謝熱顯影和更高的血液灌注率。

對組織進(jìn)行加熱或冷卻在組織中產(chǎn)生非穩(wěn)態(tài)的溫度梯度，這反過來會影響表面溫度的分布。如果組織的區(qū)域、特別地在下鄰組織層中、與其環(huán)境相比具有不同的熱物理性質(zhì)，例如，不同的密度、熱容量、熱導(dǎo)率等，那么該區(qū)域會影響熱傳遞，并因此影響組織的與時間相關(guān)的表面溫度。因此，通過監(jiān)測與時間相關(guān)的表面溫度，可以檢測到表面下方具有不同熱物理性質(zhì)的區(qū)域。在主動式熱影像法的情況下，組織通過傳導(dǎo)、對流或吸收被加熱并通過傳導(dǎo)或?qū)α鞅焕鋮s。能量供應(yīng)可以是持續(xù)的或周期性的。

例如，可以在文獻(xiàn)“Infrared thermal imaging”(M.Vollmer和K.P.Wiley-VCH,2010)中找到主動式熱影像法的原理。

2015年2月6日公布的Webb，Pielak等人的文章“Thermal transportcharacteristics of human measured in vivo using ultrathin conformal arrays ofthermal sensors and actuators”描述了使用由熱致動器和傳感器組成的機(jī)械軟陣列(mechanically soft array)進(jìn)行人體臨床研究，這些機(jī)械軟陣層壓到皮膚上，用以以非侵入方式提供對皮膚的熱導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率的快速、定量的體內(nèi)測定。

總而言之，視覺的組織表征主觀且不準(zhǔn)確。一些可用的系統(tǒng)使用初始刺激并隨后測量溫度顯影(temperature development)，這也相對不準(zhǔn)確。其他系統(tǒng)使用持續(xù)的或周期性的刺激并在刺激期間檢測組織的溫度變化。這些系統(tǒng)較精確；然而，由于設(shè)備數(shù)眾多以及使刺激單元與數(shù)據(jù)獲取單元同步的復(fù)雜性，它們較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是減少上述缺點。