用于确定组织状态的检测装置制造方法

用于确定组织状态的检测装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于确定组织的状态的检测装置(30)。所述检测装置(30)包括：荧光谱提供单元(2、3)，所述荧光谱提供单元用于提供所述组织的荧光谱；微分单元(4)，所述微分单元用于生成所述荧光谱的导数；以及组织状态确定单元(5)，所述组织状态确定单元用于根据所述导数来确定所述组织的状态。这样，即使在所述荧光谱中几乎看不到或根本看不到与所述组织的状态相关的特征，也允许确定所述组织的状态。因此能够提高确定所述组织的状态的可靠性，所述组织的状态为，例如所述组织是否是癌性的。
【专利说明】用于确定组织状态的检测装置
【技术领域】
[0001]本 发明涉及用于确定组织的状态的检测装置、检测方法和检测计算机程序。本发明还涉及用于向组织施加能量的能量施加装置、能量施加方法和能量施加计算机程序。
【背景技术】
[0002]US5042494公开了使用天然可见荧光来检测癌性组织的存在的方法和装置。单色光束激励待检查的组织，令该组织在一定波长谱上发出荧光。在一定谱上或在预定数量的预选波长处测量被激励组织发出荧光的强度。例如，通过如下方式确定问题组织的癌样状况:a)确定峰值波长，在峰值波长处获得了针对问题组织的最大强度，并以视觉或电子方式将这些峰值波长与从已知非癌性组织导出的峰值波长进行比较，或b)将被激励组织的荧光谱与已知非癌性组织的荧光谱进行比较。如果已经确定组织是癌性的，则能够使用来自高功率激光器的光束通过消融来破坏它。
[0003]在实践中，可能难以确定谱的特性，该特性与问题组织的癌性状态或健康状态相关，因为在谱中，这些特性可能是几乎不可见的或根本不可见的，从而降低了确定问题组织是否为癌性的可靠度。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是提供一种用于确定组织的状态的检测装置、检测方法和检测计算机程序，其中，能够提高确定状态的可靠性。本发明的另一目的是提供一种用于向组织施加能量的能量施加装置、能量施加方法和能量施加计算机程序，其使用了组织的状态的可靠确定的结果。
[0005]在本发明的第一方面中，提出了一种用于确定组织的状态的检测装置，其中，所述检测装置包括:
[0006]-荧光谱提供单元，其用于提供所述组织的荧光谱，
[0007]-微分单元，其用于生成所述荧光谱的导数，
[0008]-组织状态确定单元，其用于根据所述导数确定所述组织的状态。
[0009]由于所述微分单元生成所述荧光谱的导数，其中，所述组织状态确定单元根据所述导数确定所述组织的状态，因此即使与所述组织的状态相关的特征在所述荧光谱自身中几乎不可见或根本不可见，也能够确定所述组织的状态。例如，在所述荧光谱中这些特征可能仅可见为几乎不可见的肩部，它们常常不能被可靠地检测到。然而，在所述荧光谱的导数中，尤其是在所述荧光谱的一阶导数中，能够可靠地检测到这些肩部。根据导数确定所述组织的状态因此提高了确定状态的可靠性。
[0010]所述检测装置优选适于确定包括荧光团的组织的状态，在被激励光照射之后，所述荧光团会发出荧光。所述组织优选是生物(像人或动物)的组织，其中，所述检测装置能够适于确定所述组织处于健康状态还是癌性状态。
[0011]所述荧光谱提供单元能够是存储单元，在其中存储着所述荧光谱，并且能够从其提供所述荧光谱，或者所述荧光谱提供单元能够是接收单元，其用于经由数据连接从例如谱仪接收所述荧光谱并提供所接收的荧光谱。因此能够将所述检测装置视为计算装置，其基于提供的荧光谱来确定所述组织的状态，提供的荧光谱可能是由另一独立装置测量的。然而，优选地，所述荧光谱提供单元包括:激励照射单元，所述激励照射单元用于利用用于激励所述组织的激励光来照射所述组织，以允许所述组织在被激励之后发出发射光；以及发射光检测单元，所述发射光检测单元用于检测来自所述组织的发射光的谱。具体而言，所述激励照射单元优选适于照射生物体内的组织，并且所述发射光检测单元优选适于检测来自生物体内的所述组织的光。在实施例中，所述激励照射单元适于利用具有一个或几个波长的激励光来照射所述组织，并且所述发射光检测单元适于检测发射光的谱作为所述荧光谱。在另一实施例中，所述激励照射单元适于利用具有变化的基本单一波长的激励光来照射所述组织，并且所述发射光检测单元适于在波长范围处，具体而言在一个或多个固定波长处检测发射光，其中，针对激励光的不同波长而检测的发射光强度形成所述荧光谱。
[0012]所述荧光谱能够是离散谱或连续谱。离散谱能够包括三个或更多波长处的荧光强度值，所述三个或更多波长处的荧光强度值用于在各波长处生成离散谱的导数，在这些波长处，所述导数用于确定所述组织的状态。
[0013]所述检测装置能够包括探头，通过所述探头能够照射生物体内的组织，并且通过所述探头能够检测来自所述组织的光。所述探头能够是针，但也能够是另一种探头，例如，另一种介入仪器，像导管。所述探头优选与激励光源和发射光检测器(具体而言谱仪)连接，其中，能够通过所述探头将来自光源的光从所述光源传输到生物体内的组织，并且能够通过所述探头将来自生物体内的组织的光传输回检测器。为了传输光，能够使用诸如光纤的光导。
[0014]优选地，所述组织状态确定单元适于基于仅在600nm到700nm的波长范围中的导数来确定所述组织的状态。在所述荧光谱的导数中对应于小于600nm波长的部分中，可能有非常突出的吸收特性，像吸收峰，它们可能是由例如血液导致的，其中，这些特性可能减小基于导数来确定组织的状态的可靠性。因此，基于仅在600nm到700nm波长范围中的导数来确定组织的状态能够进一步提高确定组织的状态的可靠性。
[0015]还优选地，所述组织状态确定单元适于确定所述组织处于第一状态还是处于第二状态，其中，所述第一状态与第一波长相关，并且所述第二状态与第二波长相关，其中，所述组织状态确定单元适于基于第一度量来确定所述组织包括所述第一状态还是包括所述第二状态，所述第一度量取决于所述第一波长附近的第一波长范围之内的波长处的导数以及所述第二波长附近的第二波长范围之内的波长处的导数。具体而言，能够仅基于特定波长处的导数来确定所述组织的状态。
[0016] 优选地，如果所述荧光谱的特性和/或导数指示各自的状态，则所述第一波长与所述第一状态相关，并且所述第二波长与所述第二状态相关。具体而言，如果所述组织分别处于所述第一状态或所述第二状态中，则能够选择由第一波长范围围绕的第一波长和由第二波长范围围绕的第二波长，使得它们界定谱的导数中的这样的区域:在该区域中，谱的导数中的分别指示第一状态和第二状态的特性是非常突出的。例如，如果组织处于第一状态中，则所述第一波长能够对应于已知存在于组织中的荧光团的荧光谱的主峰，并且如果组织处于第二状态中，则所述第二波长能够对应于存在于组织中的另一荧光团的荧光谱的主峰。这样允许进一步提高确定组织的状态的可靠性。
[0017]优选地，所述第一状态和所述第二状态中的一个表示健康状态，并且所述第一状态和所述第二状态中的另一个表示癌性状态。
[0018]所述组织状态确定单元优选适于包括在a)至少第一度量与b)第一状态或第二状态之间的分配，并适于基于所述分配和至少第一度量来确定所述组织包括所述第一状态还是包括所述第二状态。例如，能够通过校准测量来确定所述分配，其中，确定所述第一度量和任选的其他度量，同时获知所述组织处于第一状态还是处于第二状态。
[0019]还优选地，所述组织状态确定单元适于基于如下至少一项来确定第一度量
[0020]i)a)小于所述第一波长且处在所述第一波长范围之内的波长处的导数与b)大于所述第一波长且处在所述第一波长范围之内的波长处的导数之间的第一差，
[0021]ii)a)小于所述第二波长且处在所述第二波长范围之内的波长处的导数与b)大于所述第二波长且处在所述第二波长范围之内的波长处的导数之间的第二差。已经发现，如果基于该第一度量确定所述组织的状态，则能够进一步提高确定状态的可靠性。
[0022]因此，为了确定所述第一度量，不必要求使用例如具有分别在第一波长或第二波长附近的连续波长的导数部分，而是比较第一波长和/或第二波长的相对侧上的特定波长处的导数就可能足以确定各自的度量。能够将第一波长和/或第二波长相对侧上的这些特定波长分别视为第一波长范围和/或第二波长范围的边界波长，即，能够将相对侧上的这些特定波长视为分别界定第一波长范围和/或第二波长范围。
[0023]在实施例中，第一差和第二差中的一个能够是第一度量，并且第一差和第二差中的另一个可以是第二度量。
[0024]在优选实施例中，所述第一波长在630nm到640nm的范围之内，并且所述第二波长在620nm到630nm的范围之内。具体而言，所述第一波长能够是635nm，所述第二波长能够是620nm或625nm。通过使用这些第一波长和第二波长，能够进一步提高确定组织的状态的可靠性，尤其是如果组织为肝脏或肾脏组织或如果必须要确定肝脏或肾脏组织处于健康状态还是癌性状态。
[0025]还优选地，第一状态和第二状态中的至少一个与另外的波长相关，其中，所述组织状态确定单元适于基于第一度量和另外的度量确定组织包括第一状态还是包括第二状态，所述另外的度量取决于另外的波长附近的另外的波长范围之内的波长处的导数。所述另外的波长能够对应于各自的荧光谱的次级峰。考虑第一度量和用于确定组织的状态的一个或几个另外的度量能够进一步提高这种确定的可靠性。
[0026]还优选地，所述组织状态确定单元适于基于a)小于各自的另外的波长且处在各自的另外的波长范围之内的波长处的导数和b)大于各自的另外的波长且处在各自的另外的波长范围之内的波长处的导数之间的差来确定另外的度量。已经发现，如果另外的度量基于这种差，则能够进一步提高确定组织的状态的可靠性。因此，同样为了确定另外的度量，不必要求使用例如在另外的波长附近的连续波长的导数部分，而是比较各自的另外的波长的相对侧上的特定波长处的导数就能够足以确定各自的度量。
[0027]在优选实施例中，所述另外的波长在675nm到685nm的范围之内，或685nm到695nm的范围之内。具体而言,所述另外的波长能够是680nm或690nm。尤其是,如果组织为肝脏或肾脏组织且如果应当确定肝脏或肾脏组织健康还是癌性，则使用这另外的波长能够导致确定组织的状态的可靠性进一步提高。
[0028]还优选地，所述检测装置包括组织类型提供单元，所述组织类型提供单元用于提供待确定状态的组织的类型，其中，所述组织状态确定单元适于根据所提供的组织类型提供若干种预定义第一度量中的至少一个。因此，所述组织状态确定单元能够适于基于所提供的组织类型确定要向荧光谱的导数应用哪个第一度量和哪个任选的另外的度量。例如，所述组织状态确定单元能够包括存储单元，在其中向不同类型的组织分配第一度量和任选的另外的度量，其中，基于实际确定的组织类型确定待在实际测量中应用的第一度量和任选的另外的度量。因此能够将相同的检测装置用于确定不同类型的组织的状态。
[0029]所述检测装置能够包括:组织类型检测照射单元，所述组织类型检测照射单元用于利用组织类型检测光来照射组织；以及组织类型检测光检测单元，所述组织类型检测光检测单元用于检测来自组织的组织类型检测光，其中，所述组织类型提供单元适于根据所检测的组织类型检测光来检测组织的类型。所述组织类型检测照射单元例如是生成激光的激光器，能够通过使用例如光纤将激光传输到组织。在本范例中，激光是组织类型检测光，其中，能够由至少一个另外的光纤收集组织类型检测光，所述组织类型检测光已经被组织通过例如吸收、散射和/或反射所影响，所述光纤将收集的光引导到谱仪，以生成组织类型检测谱。所述组织类型检测照射单元还能够是白光源，以生成白光作为组织类型检测光。能够将收集光纤和谱仪视为组织类型检测光检测单元。能够将所生成的组织类型检测谱，具体而言，诸如组织类型检测谱的峰的特征，与已知组织类型的已知谱进行比较，以便确定待确定状态的组织的实际类型。这允许以相对简单的方式确定待检测状态的组织的类型。
[0030]在另一实施例中，所述组织类型提供单元包括用户接口，所述用户接口允许用户输入实际的组织类型，其中，所述组织状态确定单元适于根据输入的组织类型提供若干种预定义度量中的至少一个。所述用户接口例如能够是开关、图形用户接口等。
[0031]在本发明的另一方面中，提出了一种用于向组织施加能量的能量施加装置，其中，所述能量施加装置包括:
[0032]-根据权利要求1所述的用于确定组织的状态的检测装置，以及
[0033]-组织修改单元，其用于根据所确定的组织的状态通过向组织施加能量来修改组织。
[0034]这允许根据确定的组织的状态来修改组织。所述组织修改单元优选是能量施加单元。所述能量施加单元例如是消融单元，如果确定组织为癌性的，其用于向组织施加消融能量。所述能量施加单元能够适于向组织施加例如电能、光能、超声能量、热、冷等，以消融组织。具体而言，所述组织修改单元能够适于执行光力学治疗。
[0035]由于由检测装置确定了组织的状态，所以在向组织施加能量之前，能够确保向具有特定状态的组织施加能量。例如，如果可能有癌性组织或健康组织，所述能量施加单元能够适于仅向癌性组织施加能量，癌性组织是事先已经由检测装置确定的。
[0036]在本发明的另一方面中， 提出了一种用于确定组织的状态的检测方法，其中，所述检测方法包括:
[0037]-提供所述组织的荧光谱，
[0038]-生成所述荧光谱的导数，
[0039]-根据所述导数确定所述组织的状态。[0040]在本发明的另一方面中，提出了一种用于向组织施加能量的能量施加方法，其中，所述能量施加方法包括:
[0041]-如权利要求12所述地确定组织的状态，并且
[0042]-根据所确定的状态通过向所述组织施加能量来修改组织。
[0043]在本发明的另一方面中，提出了一种用于确定组织的状态的检测计算机程序，其中，所述检测计算机程序包括程序代码段，当所述检测计算机程序在控制根据权利要求1所述的检测装置的计算机上运行时，所述程序代码段令所述检测装置执行根据权利要求12所述的检测方法的步骤。
[0044]在本发明的另一方面中，提出了一种能量施加计算机程序，其中，所述能量施加计算机程序包括程序代码段，当所述能量施加计算机程序在控制根据权利要求11所述的能量施加装置的计算机上运行时，所述程序代码段令所述能量施加装置执行根据权利要求13所述的能量施加方法的步骤。
[0045]应当理解，权利要求1的检测装置、权利要求11的能量施加装置、权利要求12的检测方法、权利要求13的能量施加方法、权利要求14的检测计算机程序和权利要求15的能量施加计算机程序具有类似和/或等同的优选实施例，具体而言，如在从属权利要求中定义的。
[0046]应当理解，本发明的优选实施例也能够是从属权利要求与各自的独立权利要求的任意组合。
[0047]本发明的这些和其他方面将从下文描述的实施例变得显而易见并参考下文描述的实施例得以阐明。
【专利附图】

【附图说明】
[0048]在以下附图中:
[0049]图1示意性地且示范性地示出了用于向组织施加能量的能量施加装置的实施例，
[0050]图2示意性地且示范性地示出了导管的顶端的实施例，
[0051]图3示范性地示出了谱的峰，
[0052]图4示范性地示出了背景谱，
[0053]图5示范性地示出了图3和图4所示谱的组合，
[0054]图6示范性地示出了图5所示谱的一阶导数，
[0055]图7示范性地示出了人体肝脏组织的实测荧光谱和本征荧光谱，
[0056]图8示范性地示出了血卟啉的突光谱，
[0057]图9示范性地示出了几个人体肝脏组织样本的几个荧光谱，
[0058]图10示范性地示出了图9所示谱的一阶导数，
[0059]图11示范性地示出了在人体肝脏组织样本的情况下第一度量X和第二度量y的绘图，
[0060]图12示范性地示出了几个人体肾脏组织样本的几个荧光谱，
[0061]图13示范性地示出了图12所示荧光谱的一阶导数，
[0062]图14示出了 在人体肾脏组织样本的情况下第一度量X和第二度量y的绘图，
[0063]图15示意性地且示范性地示出了针顶端的实施例，[0064]图16示范性地示出了图示用于向组织施加能量的能量施加方法的流程图，并且
[0065]图17到22示出了几个探头配置，其能够用于利用光来照射组织并且用于检测来自组织的光。
【具体实施方式】
[0066]图1示意性地且示范性地示出了用于向组织施加能量的能量施加装置I的实施例。能量施加装置I包括用于确定组织的状态的检测装置30和用于根据所确定的状态通过向组织施加能量来修改组织的组织修改单元13。
[0067]检测装置30包括包含激励光源2的激励照明单元和导管8内的至少一个光纤，所述光纤用于引导激励光源2生成的激励光通过导管8到达位于人体台10上的人9之内的组织。在图2中示范性地且示意性地更详细示出了导管8的顶端20，其还能够被视为用于探查组织的探头7的一部分。
[0068]导管顶端20包括具有开口 25、26的帽电极27，通过开口 25、26激励光22能够离开导管顶端20以激励组织21，并且通过开口 25、26能够收集由组织21发出的发射光24。激励光经由光纤28从激励光源2被引导到开口 25，并且收集的光通过光纤23从开口 26被引导到发射光检测器3。发射光检测器3是用于基于收集的发射光24生成发射谱的谱仪。激励光源2和光纤28因此能够被视作形成激励照明单元，并且发射光检测器3和光纤23能够被视作形成发射光检测单元。此外，由于激励照明单元和发射光检测单元合作工作，使得其生成光谱，并且由于组织包括在被激励光照明后发出发射光的荧光团，因此谱是荧光谱并且这些单元能够被视作形成用于提供荧光谱的荧光谱提供单元。
[0069]检测装置30还包括:用于生成谱的一阶导数的微分单元4 ;以及用于根据导数确定组织21的状态的组织状态确定单元5。在这一实施例中，该组织能够有两个状态，即其能够是健康的或癌性的。组织状态确定单元5因此能够适于确定组织是健康的还是癌性的。为了执行这种确定，组织状态确定单元5优选使用仅在600nm到700nm波长范围中的导数。具体而言，组织状态确定单元5适于确定组织21是处于第一状态(可以是健康状态和癌性状态中的一种)，还是处于第二状态(可以是健康状态和癌性状态的另一种)，其中，第一状态与发射光的第一发射波长相关并且第二状态与发射光的第二发射波长相关，其中，组织状态确定单元5适于基于第一度量确定组织包括第一状态还是包括第二状态，所述第一度量取决于第一波长附近的(即在这个实施例中，第一发射波长附近的)第一波长范围内的波长处的导数，以及在第二波长附近的(即在这个实施例中，第二发射波长附近的)波长范围内的波长处的导数。第一波长范围和第二波长范围在600nm到700nm的范围之内。
[0070]在这一实施例中，组织状态确定单元5适于将第一度量确定为第一差和第二差之间的差。所述第一差是a)小于第一发射波长且处在第一波长范围之内的波长处的谱的导数的值与b)大于第一发射波长且处在第一波长范围之内的波长处的谱的导数的另一个值之间的差。所述第二差是a)小于第二发射波长且处在第二波长范围之内的波长处的谱的导数的值与b)大于第二发射波长且处在第二波长范围之内的波长处的谱的导数的另一个值之间的差。在下文中将参考图3到6例示说明第一差的确定。
[0071]第一差的计算允许可靠地检测图5所示的谱的几乎不可见的肩部32。图5中所示的谱I ( λ )能够被视为图3中所示第一发射波长λ 处的峰33和图4中所示的背景谱34的叠加。图6示意性且示范性示出了图5所示的谱的导数D。在图6中能够看出，第一差~在图6中是能够可靠检测到的并能够用于计算第一度量。在图6中，小于第一发射波长且处在第一波长范围之内的波长处的谱的导数的值是在波长λ Λ±-Δ λ 2处的谱的导数值。大于第一发射波长且处在第一波长范围之内的波长处的谱的导数的另一个值是波长λ最大+ Λ λ I处的值。通过将这两个波长λ最大-Λ λ 2和λ最大+ Λ λ I处的导数的值彼此相减来计算第一差。能够相应地计算第二差。
[0072]值Λ X1和Λ λ 2取决于各自的峰的形状，具体而言，取决于图3中所示的峰的形状，但不取决于例如图4所示的背景。能够针对给定的组织类型预先确定这些值Λ入1和Λ入2。因此，通过取实测荧光谱的一阶导数，并从被减峰值波长λ Λ±-Δ λ 2处左边的点减去被减峰的峰值波长λ Λ± + Δ X1S侧的适当波长的强度，能够可靠地确定组织中是否有对应的荧光团。
[0073]图7示意性且示范性示出了组织的实测荧光谱40和本征荧光谱41，在本范例中，组织为人的肝脏组织。仅示出了本征荧光谱41以图示大多由于血液吸收导致的较小波长处的实测荧光谱40与本征荧光谱41之间的强烈差。因此，组织状态确定单元5适于忽略谱的导数中对应于小于600nm的波长的部分，但将组织的状态的确定基于特性，具体而言，基于600nm和700nm之间的峰。
[0074]健康的肝脏组织包含荧光团F1，像血卟啉，其荧光谱示范性地在图8中示出。其在635nm处具有非常锐利的峰，并且在680nm附近具有第二个更宽的峰。在典型的组织测量中，这些峰大多数都将被其他荧光峰模糊化。已经发现，癌性肝脏组织包含不同的未识别类型的卟啉，这些卟啉被表示为荧光团F2。这种第二荧光团F2具有625nm处的主峰，以及690nm附近的次级峰。在这一实施例中，关于各自的荧光团的各自的荧光谱的不同峰值波长的这种信息足以确定肝脏组织是健康的还是癌性的，即，不必需要有关于个体荧光团的完整荧光谱的信息。具体而言，关于Fl和F2的主峰波长的信息能够是足够的。
[0075]图9示意性且示范性示出了在人体肝脏样本上测量的几个荧光谱。进行测量的各自的位置被病理学家分成正常的(实线)或癌性的(虚线)。在本范例中，癌性表示在显著量的组织中(即在各自的位置处在50%或更多的组织中)有肿瘤或坏死组织，而正常表示组织没有肿瘤或坏死组织。625nm处和635nm处的虚线条表示主峰的最大波长。这些波长优选是上述第一发射波长和第二发射波长。在图9中，对曲线图进行缩放，使得600nm处的荧光强度I对于所有谱而言都为一。
[0076]图9中所示的一些谱噪声严重。一些谱清楚地示出来自血卟啉或来自未识别的第二卟啉的双峰。大部分谱根本未示出可见的峰。
[0077]图10示意性且示范性示出了在这些谱已经平滑之后图9中所示荧光谱的一阶导数。图10清楚示出了在这样的波长处的特性，在这些波长处，在图9中所示的原始谱中看不到这些特性，所述特性对应于荧光团Fl和F2。在图10中，虚线条在617nm、629nm、631nm和640nm处。
[0078]在本范例中，能够通过使用以下方程计算第一度量y:
[0079]y = D(635nm_6nm)-D(635nm+5nm)-(D(625nm_8nm)-D(625nm+6nm))。 (I)
[0080]因此，在本范例中，第一发射波长为635nm，第二发射波长为625nm。此外，第一度量不取决 于谱的导数的整个各自的部分，而仅仅取决于各自的波长范围之内的特定发射波长处的导数的一些值，并且能够将各自的发射波长附近的各自的波长范围视为是由两个各自的波长定义的，在所述两个各自的波长处，存在彼此相减的各自的值。
[0081]在 这一实施例中，组织状态确定单元5适于不仅只基于第一度量，而且还基于第二度量来确定组织包括第一状态还是包括第二状态。例如，能够向第一状态和第二状态中的至少一个分配发射光的另外的发射波长，即能够考虑荧光团Fl或荧光团F2的另外的峰值波长，其中，组织状态确定单元5能够适于基于第一度量并基于另外的度量来确定组织包括第一状态还是包括第二状态，所述另外的度量取决于由另外的发射波长附近的另外的波长范围定义的导数的另外的部分。优选地，另外的度量不取决于整个另外的部分，而是仅仅取决于另外的波长范围之内的特定发射波长处的导数的一些值。
[0082]优选地，组织状态确定单元5适于还基于a)小于各自的另外的发射波长且处在各自的另外的波长范围之内的波长处的谱的导数的值与b)大于各自的另外的发射波长且处在各自的另外的波长范围之内的波长处的谱的导数的另一值之间的差来确定另外的度量。因此，能够将另外的波长范围视为是由两个波长定义的，在所述两个波长处存在导数的值和另一值。
[0083]在上述确定肝脏组织的状态的范例中，另外的发射波长能够是680nm，并且另外的度量能够根据以下方程定义:
[0084]X = D (680nm_13nm)-D (680nm+3nm)。(2)
[0085]这个另外的度量对应于荧光团Fl的次级峰，而根据方程(I)的第一度量考虑荧光团Fl和F2的荧光谱的主峰。
[0086]组织状态确定单元5优选适于包括a)第一度量和任选的至少一个另外的度量与b)第一状态或第二状态之间的分配，并适于基于所述分配和第一度量以及任选基于至少一个另外的度量来确定组织包括第一状态还是包括第二状态。能够通过利用具有已知状态的多个组织样本的校准测量来确定分配和度量，即，波长，在该波长处考虑谱的导数的值，其中，确定所述分配和对应的波长，使得对于尽可能多的组织样本，各自的组织样本的所确定的状态类似于各自的组织样本的已知状态。
[0087]图11示意性且示范性示出了对应的分类范例。能够通过针对y > O和X < O进行检查，对所有正常样本正确分类，其中，y表示上文参考方程(I)定义的第一度量，并且X表示上文参考方程(2)定义的另外的度量。具体而言，图11 (其基于图10中所示的曲线图)示出了癌性和健康肝脏组织之间的可能分类。十字线是分类为正常的测量结果，并且圆圈表示分类为癌性的样本。所有正常样本都在右下象限中，而几乎所有的癌性样本都在其外部。有一些似乎被这种简单方法错误地分类的癌性样本，但这可能指示本来为癌性样本中几片健康组织。即使考虑这些错误分类，总体的分类结果仍然非常好。在本范例中，即使一些测量结果噪声严重，结果也是这样。在这一实施例中，因此组织状态确定单元能够适于基于度量X和y和分配确定组织状态为:a)健康的，如果y≥O且x≤0，以及b)癌性的，其他情况。
[0088]在上述范例中，已经相对于肝脏组织的状态的确定描述了检测装置的工作。在以下范例中，将相对于肾脏组织的状态的确定，具体而言，相对于健康人肾脏组织和癌性人肾脏组织之间的区分，示范性描述检测装置的工作。
[0089]与肝脏肿瘤不同，肾脏肿瘤包含荧光团Fl (很可能是血卟啉)，其具有在635nm处的非常锐利的峰。健康的肝脏包含不同的未识别类型的卟啉(F2)，其具有在620nm处的主峰。能够使用这些发射波长在健康和癌性人肾脏之间进行区分。
[0090]图12示范性示出了在人肾脏样本上测量的600nm到670nm的样本突光谱。实线曲线是在分类为正常，即健康的位置测量的，虚线曲线是在分类为肿瘤的位置测量的，并且点线曲线是在分类为坏死的位置测量的。虚线垂直线条位于620nm和635nm处，并指示第一发射波长和第二发射波长。对曲线进行缩放，使得对于所有的荧光谱，600nm处的荧光强度I为一。大多数谱在600nm到670nm的谱范围中示出至少一个显而易见的凸起。对于正常谱而言，这个峰的最大值在620nm附近,而对于大部分肿瘤和坏死谱而言,谱的最大值在大约635nm处。具有在620nm处的凸起的孤立坏死样本被假定为由错误分类导致。然而，有一些光谱未示出可见的峰。微分单元4因此生成样本荧光谱的一阶导数，该导数在图13中示出。
[0091]在图13中，垂直虚线条在615nm、629nm、631nm和640nm处。在这一实施例中，组织状态确定单元5适于根据如下方程确定第一度量V:
[0092]V = D (620nm_5nm)-D (620nm+llnm)。(3)
[0093]此外，在这一实施例中，组织状态确定单元5还适于根据以下方程确定第二度量:
[0094]w = D (635nm_6nm) -D (635nm+5nm)。(4)
[0095]如果如上文参考方程(2)到(4)示范性所述那样，仅在特定波长处需要一阶导数，则荧光谱可以仅包括特定波长处的一些荧光强度值，这足以确定如确定度量所需的一阶导数的值，所述度量是组织的状态的确定所基于的。例如，如果度量基于具体而言在相对窄的波长区域之内的两个波长处的一阶导数的两个值，那么三个波长处的三个荧光强度值能够是足够的，其中，第一波长小于这样的波长:在该波长处需要一阶导数，第二波长在这样的波长之间:在该波长处需要一阶导数，第三波长大于这样的波长:在该波长处需要一阶导数。因此，荧光谱可以是在三个或更多波长处的具有荧光强度值的离散谱。不同波长之间的间隙优选小于10nm。
[0096]图14示出了肾脏组织样本的V和w值的绘图。在图14中，十字线指示被分类为健康的测量结果，圆圈指示被分类为肿瘤的测量结果，并且正方形指示被分类为坏死的测量结果。一个例外被认为是由错误分类导致的，所有健康组织都在图14中的右下角，而一起定义肾脏组织样本在癌性状态中的所有坏死和肿瘤组织在左上角。在本范例中，组织状态确定单元5因此能够适于基于第一度量和第二度量并基于分配来确定组织的状态，其定义:如果w〈0且v>-0.005，则组织为健康的，否则为由坏死和肿瘤组织构成的组所定义的癌性。
[0097]再次参考图1，激励光源优选还适于经由光纤28利用组织类型检测光来照射组织，并且发射光检测器3优选还适于经由光纤23检测来自组织的组织类型检测光。在这一实施例中，激励光源2因此具有至少两个功能，即利用组织类型检测光来照射组织，以便检测照射哪个组织，即哪种组织，以及利用激励光照射组织，以允许组织发射荧光，所述荧光能够用于确定组织的状态。激励光源2因此还能够被视为组织类型检测光源，并且激励光源2和光纤28的组合能够被视为组织类型检测照射单元。在其他实施例中，激励光照射单元和组织类型检测照射单元还能够包括独立的光源，所述独立的光源分别用于提供激励光和组织类型检测光。[0098]激励光源2例如包括具有诸如光栅的波长选择器件的白光源，其中，为了激励组织，所述波长选择器件能够用于提供具有期望激励波长的激励光，其中，为了提供组织类型检测光，白光能够用于执行例如漫反射光谱测定法(DRS)。在另一实施例中，还能够使用两个光源，其中，一个光源，例如激光器提供激励光，而另一个光源，像白光源，提供组织类型检测光。
[0099]由于在这一实施例中，发射光检测器3适于还检测来自组织的组织类型检测光，所以发射光检测器3还能够被视为组织类型检测光检测器，其中，能够将发射光检测器3和光纤23的组合视为组织类型检测光检测单元。在其他实施例中，发射光检测单元和组织类型检测光检测单元能够是包括不同检测器的不同单元。
[0100]具体而言，发射光检测器能够包括可见波长范围中的光谱仪，其用于测量荧光谱和例如DRS谱。在另一实施例中，为了测量荧光谱，能够使用可工作于600至700nm波长范围中的谱仪，并且为了测量例如DRS谱，能够使用可工作于近红外波长区域中的额外的谱仪。
[0101]例如，在Adrien E.Desjardins 等人的文章 “Epidural needle with embeddedoptical fibers for spectroscopic differentiation of tissue:ex vivo feasibilitystudy ^(Biomedical Optics Express,第 2 卷第 6 号,第 1453-1461 页(2011))中公开了使用DRS检测组织类型，在此通过引用将其并入本文。[0102]检测装置30还包括组织类型提供单元11，组织类型提供单元11用于根据检测的组织类型检测光来检测待确定状态的组织，即检测组织的类型，例如，组织是肾脏组织还是肝脏组织。具体而言，组织类型检测光检测单元适于生成组织类型检测谱，其中，组织类型提供单元11适于将实测的组织类型检测谱与存储的不同组织类型的已知谱进行比较，以便确定实际组织类型。优选地，将实际测量的组织类型检测光谱的特性，像峰值波长与存储的分配给不同组织类型的峰值波长对比，以便确定要确定状态的组织的实际类型。
[0103]组织状态确定单元5优选适于基于检测的组织类型来确定必须要向荧光谱的导数应用哪个第一度量和哪个任选的另外的度量。因此，组织状态确定单元5能够包括存储单元，其中，向不同类型的组织分配第一度量和任选的另外的度量，其中，基于实际确定的组织类型确定要在实际测量中应用的第一度量和任选的另外的度量。因此，相同的检测装置30能够用于确定不同类型组织的状态。
[0104]再次参考图2，阴极顶端20的电极帽27经由像导线29的电连接与电压源13连接，以便在组织是癌性状态时向组织施加电能。例如，电压源13、电连接29和电极帽27能够适于执行射频消融，以消融癌性组织。电压源13、电连接29和电极帽27形成组织修改单元，以通过向组织施加能量来修改组织。能量施加装置I还包括控制单元50,以控制能量施加装置I的不同单元。控制单元50能够适于根据所确定的组织的状态来控制电压源
13。例如，控制单元50能够适于控制电压源13，使得仅在已经确定组织为癌性时才向组织施加电能。
[0105]在另一实施例中，能够使用针替代导管。例如，能够使用图15中示意性且示范性示出的具有顶端的针201。
[0106]针201包括光纤223、228，以利用组织类型检测光和激励光照射组织，并接收从组织吸收、散射和/或反射的组织类型检测光和从组织发射的荧光。此外，能够使用光纤223、228或额外的光纤中的至少一个向组织施加修改光以修改组织。例如，能够向组织施加修改光，以执行光力学治疗，其中，例如将卟啉或另一种荧光团用作光敏剂。在这种情况下，替代电压源13，使用了修改光源，像激光器，以提供修改光，修改光经由针201被输送给组织。用于向组织输送修改光的针的光纤以及修改光源形成用于修改组织的组织修改单元。
[0107]检测装置30还包括具有X射线源16和X射线探测器17的X射线荧光透视系统19。X射线源16发射横贯人9中导管顶端20所在的部分的X射线束31。由X射线探测器17探测已经横贯人9的X射线束。X射线探测器17根据探测的X射线束生成电信号，并且所述电信号由荧光透视控制单元18用于生成X射线投影图像。荧光透视控制单元18还适于控制X射线源16和X射线探测器17。X射线源16和X射线探测器17能够适于绕人9旋转，以允许X射线荧光透视系统19在不同方向中生成X射线投影图像。X射线荧光透视系统19例如是计算机断层摄影荧光透视系统或C臂荧光透视系统。例如，能够经由控制单元50向检测装置30的显示单元15提供所生成的荧光透视图像。
[0108]例如，能够将荧光透视图像用于导航的目的。例如，能够通过使用导航单元14导航导管顶端20，同时能够基于荧光透视图像确定导管顶端20在人9之内的位置。在其他实施例中，能够使用用于在人9之内定位导管顶端20的其他器件。例如，能够为导管顶端20提供位置传感器，其允许确定导管顶端20在人9之内的位置。
[0109]导航单元14适于允许将导管8，具体而言，导管顶端20导航到人9之内的期望位置。导航单元14能够适于允许用户根据导管顶端20的所确定的位置以及优选地根据导管顶端20的取向来完全徒手或半自动地导航导管8。导管8包括内置的引导器件(图1中未示出)，其能够由导航单元14控制。例如，能够利用操控线来操控并导航导管8，以便将导管顶端20引导到人9之内的期望位置。
[0110]能够将上文参考图1描述的能量施加装置I视为检测装置和组织修改单元的组合。或者，能够将其视为具有集成的组织修改器件的检测装置。例如，能够将组织修改单元视为由电压源13、电连接29和电极帽27形成，其中，能够将图1中所示的其他元件视为检测装置的元件。
[0111]在下文中，将参考图16中所示的流程图示范性描述用于向组织施加能量的能量施加方法的实施例。
[0112]在步骤101中，通过使用导航单元14，基于荧光透视系统19提供的荧光透视图像，将导管8的导管顶端20导航到人9之内的期望位置。例如，能够将导管顶端导航到肝脏或肾脏。
[0113]在步骤102中，由组织类型检测光照射人9之内的导管顶端20处的组织21，其中，之后检测来自组织21的组织类型检测光以生成组织类型检测谱。在步骤103中，组织类型提供单元11根据组织类型检测谱，确定组织的类型，例如，该类型是肾脏组织还是肝脏组织。
[0114]在步骤104中，由激励光照射组织，其中，激励光的波长能够取决于所确定的组织类型。在步骤105中，检测从组织发射的光，即荧光，并在600nm到700nm的波长范围上生成荧光谱。在步骤106中，微分单元4生成荧光谱的一阶导数，并且在步骤107中，组织状态确定单元5基于一阶导数确定组织的状态。具体而言，基于荧光谱确定第一度量和任选的另外的度量，并基于第一度量和任选的另外的度量确定组织的状态。具体而言，第一度量和任选的另外的度量能够取决于荧光谱在特定波长处的导数的值，其中，能够由组织状态确定单元5根据检测的组织类型提供各自的度量。在这一实施例中，组织状态确定单元5确定组织21是否是癌性的。
[0115]在步骤108中，如果在步骤107中已经确定组织21是癌性的，那么通过向组织21施加能量来修改组织21。具体而言，如果已经确定组织是癌性的，那么经由电压源13、电连接29和电极帽27，执行射频消融程序，以消融组织21。
[0116]如果使用图15中所示的针代替导管，则在步骤108中，如果已经确定组织21是癌性的，那么能够利用修改光来照射组织21以执行光力学治疗，其中，例如，组织的像卟啉的荧光团能够充当光敏剂。
[0117]在上述用于向组织施加能量的能量施加方法的实施例中，组织类型的确定是任选的。因此，步骤102和103，以及根据所确定的组织类型提供度量(其为状态的确定所基于的)是任选的。例如，基于荧光透视图像或另一种定位技术，能够知道导管顶端20位于人9的哪个部分中，从而知道导管顶端20前方是哪种组织，并且检测装置能够适于确定已知类型的组织的状态。具体而言，检测装置能够适于检测仅单种类型的组织的状态，即，检测装置能够适于确定肝脏组织或肾脏组织或仅另一种类型组织的状态。
[0118] 步骤102到106能够被视为用于确定组织的状态的检测方法的步骤，其中，如上所述，组织类型的确定是任选的，即步骤102和103，以及根据所确定的组织类型提供度量(其为状态的确定所基于的)是任选的。
[0119]荧光是由吸收了不同波长的光的物质(称为荧光团)发射的光。生物组织包含许多不同的固有荧光团，像胶原、弹性蛋白、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸水合物(NADH)、色氨酸和卟啉。这些荧光团的浓度以及其随时间的变化能够产生关于组织状态的重要信息。例如，NADH和FAD浓度的变化(因此荧光的变化)直接与细胞的代谢过程的变化相关，而胶原和弹性蛋白浓度的变化指示组织结构的变化。
[0120]因此能够使用荧光谱测定法在不同类型的组织之间或健康和异常组织之间进行区分。这与其他光学分光技术(像漫反射光谱测定法(DRS)或拉曼光谱测定法)互补。通常，不单独使用荧光谱测定法，而是与其他光学技术结合，以提高特异性和灵敏度。然而，利用已知的装置和方法，从荧光谱确定单一荧光团的浓度是困难的，且常常是不准确的。
[0121]每个荧光团都具有特性荧光谱，即，其在特性波长范围处吸收和发射光。通过将实测谱与个体荧光团的谱进行比较或将实测谱拟合到个体荧光团的谱，能够获得关于这些荧光团在组织中的浓度的信息。然而，由于多个问题，这不是简单直接的。
[0122]首先，实测荧光谱将被散射和吸收在激励和发射波长处强烈扭曲。因此，实际实测的荧光谱将常常显得与个体荧光团的谱的叠加完全不同。作为范例，图7示出了人肝脏中实测荧光谱和本征荧光谱之间的差。
[0123]因此，通常仅在使用校正技术补偿散射和吸收的效应并重建组织的本征荧光谱的情况下，才能够获得关于荧光团浓度的定量信息。本征荧光是仅由荧光团在没有吸收和散射的影响下导致的荧光。
[0124]尽管已经开发了众多技术来恢复本征荧光，例如，在R.S.Bradley等人的文章“Areview of attenuation correction techniques for tissue fluorescence，， (Journalof the Royal Society Interface,第3卷,第1-13页(2006))中公开的，但这些技术通常需要额外的测量，通常是漫反射率测量或以不同几何结构测量的第二荧光谱，并且需要很大的计算能力。此外，用于确定本征荧光谱的各种技术常常不一致，这引入了大量的误差。
[0125]在现有技术中，一旦已经确定了本征荧光谱，就能够将其拟合为个体荧光团的发射谱的叠加。然而，这受到两个另外的问题的妨碍。一个问题是最主要的荧光团的发射谱非常宽，缺乏界定性特性，具体而言，它们基本是高斯形状的。这允许荧光团的完全不同的组合以产生几乎等同的叠加谱。
[0126]此外，组织中大部分荧光团的发射谱不是已知的，这使得现有技术中的情形更加宝贵。相反，一般使用在特定溶剂中测量的物质的谱。但是，不同溶剂中相同荧光团的谱彼此不同，并且与组织中相同荧光团的谱不同。实际上，相同荧光团在不同组织类型中可能呈现出不同的发射谱，因为化学环境可能会显著不同。为了调解更困难的情形，能够将许多荧光团分成几个子类型，例如，对于胶原，至少有29种子类型是已知的。最后但同样重要的，常常在从动物主体中隔离的荧光团上测量参考谱，这些荧光团可能与人组织中的荧光团等同或不同。
[0127]这些不确定性的结果是，文献源甚至对于拟合给定器官的荧光曲线所需的荧光团的数量都强烈不一致。根据实测谱准确地确定个体荧光团的浓度非常困难，并且涉及大量的推测。
[0128]上文参考图1描述的检测装置允许仅仅基于荧光谱区分健康组织与癌性组织。能够将对应的区分方法应用于原始测量数据，即，不必计算本征荧光谱。此外，该区分方法未必需要关于个体荧光团的谱的先验知识，因为其并不会尝试确定个体荧光团的浓度。
[0129]检测装置优选适于在位于强吸收峰外部的波长范围中测量组织的荧光谱。具体而言，优选在从600nm到700nm的波长范围中测量荧光谱。之后，对这一谱进行区分，以确定该谱的导数。
[0130]检测装置和检测方法优选使用如下假设:在第一状态中，组织包括第一荧光团F1，并且在第二状态中，组织包括第二荧光团F2。两种荧光团包括位于强吸收峰外部的波长范围中的至少一个尖锐发射峰，以利用激励光进行激励。优选利用相同的的波长激励两个荧光团。如果发射峰的半峰宽(FWHM)小于50nm，则认为其是锐利的。进一步假设，不同荧光团的发射峰的峰值波长显著不同，其中，假设如果两个峰的峰值波长相差至少IOnm或至少其FWHM的四分之一，则两个峰具有显著不同的峰值波长。如果组织在第一状态中，必须要知道荧光团Fl在组织中累积，并且如果组织在第二状态中，必须要知道荧光团F2在组织中积累。这样的荧光团对在许多相关的组织状态对中自然出现，例如，在健康和癌性肝脏组织或在健康和癌性肾脏组织中。如果未自然出现适当的荧光团或希望有更高的对比度，例如，能够通过注射、摄取等提供荧光团。
[0131]再次参考图1，检测装置30能够被视为包括由具有导管顶端20的导管8形成的探头7以及控制台45，控制台45包括检测装置的几个单元，例如光源和检测器。发射光检测器是波长选择性检测器，具体而言，是谱仪，以便区分组织之内的多个荧光实体，从而，区分对应的组织的可能状态。激励光源例如是激光器，像半导体激光器、发光二极管、诸如滤波汞灯的滤波光源等。
[0132] 通常，激励光源发射的激励光的波长短于待检测的荧光的波长范围。优选地，激励光检测器包括滤波器，所述滤波器用于过滤掉激励光，以便避免激励光可能使发射光检测器过载。
[0133]尽管在上文参考图1和2描述的实施例中，探头是导管，其中，使用光纤将光从控制台传输到组织，并从组织传输回控制台，但在其他实施例中，探头能够具有另一种探头配置，其中，这种其他探头配置能够被布置于导管或例如自由空间之内，以便确定人外表面上组织的状态或以便确定已经与人分离的组织样本的状态。图17到22示出了几种可能的探头配直。
[0134]图17中示意性且示范性示出的探头配置使用第一光纤60将光从光源传输到组织62，并使用另一光纤61从组织62收集光并将收集的光传输到检测器。图17中所示的探头配置因此包括独立的能够用于激励和检测的光纤，其中，这些光纤可以与组织表面接触或当被并入诸如针的尖锐探头中时可以穿透组织。
[0135]图18示意性且示范性示出了另一种探头配置，包括用于将光源的光引导到光纤分束器63的第一光纤60，用于将光进一步引导离开光纤分束器63到达组织62并从组织62收集光(该光之后被传输回光纤分束器63)的第二光纤64，以及用于将收集的光从光纤分束器63引导到控制台中的检测器的第三光纤61。同样在图18中所示的探头配置中，光纤64可以接触，具体而言，穿透组织62。
[0136]图19示意性和且示范性示出了探头配置的另一实施例，与图18所示的实施例不同之处在于，透镜65用于对组织62上的光纤64的顶端成像。图19中所示的探头配置因此允许组织的状态的无接触确定。
[0137]图20到22中所示的探头配置使用自由空间光学器件将光从光源引导到组织，并从组织收集光，所述光之后被引导到检测器。
[0138]图20中示意性且示范性示出的探头配置提供了:第一光路，所述第一光路用于将光从光源，通过第一光纤60,并且之后经由第一透镜65、分束器66和第二透镜70引导到组织62 ;以及第二光路，所述第二光路用于将光从组织62，经由第二透镜70、分束器66、第三透镜65和第二光纤61引导到控制台中的检测器。由于分束器66的原因，两条光路基本是分离的。分束器66例如能够是平板分束器或分束器立方体。
[0139]在图21中示意性且示范性示出的探头配置中，替代分束器66，使用小镜子67和对应的小透镜66将第一光路与第二光路基本分离。具体而言，镜子67和小透镜66的直径小于第二光路的扩展束的直径。
[0140]图22示意性且示范性示出了另一种可能的探头配置。在这种探头配置中，将来自光源(优选位于控制台中)的光经由第一光纤60、第一较小透镜72和第二较大透镜68引导到组织62，由此提供第一光路。用于从样本62收集光并将收集的光引导回检测器的第二光路由较大透镜68、另一较小透镜73和第二光纤61界定。在这种配置中，第一光路和第二光路保持物理分离，并仅在测量点处交叠。
[0141]图中未明确示出的光学滤波器能够被提供在用于照射组织的光路中和/或用于将光从组织传输到检测器的光路 中。例如，能够使用照射滤波器，所述照射滤波器改善了照射光的谱纯度。例如，如果应当由具有一个或几个特定激励波长的激励光照射组织，则能够使用照射滤波器过滤掉波长与所述一个或几个激励波长不同的光。例如，能够将这样的照射滤波器布置于分束设备和光源之间。能够在分束设备和检测器之间插入检测滤波器，以便例如衰减不应被检测到的不希望有的光，像激励光，以防止检测器过载。还能够在分束设备自身中并入滤波功能。例如，图20中所示的分束器66能够是分色分束器，其反射激励波长范围，但透射待检测的荧光的波长范围。
[0142]尽管在上述实施例中，基于谱测量确定组织类型，但也能够通过另一种方式确定组织类型。例如，能够使用指示探头在人体内位置的荧光透视图像或其他定位信息确定探头在人体内的位置，其中，基于人体内的位置，能够确定哪种组织位于探头顶端处。例如，组织类型提供单元能够包括人的模型，其描述在人体内的哪些位置有哪些组织类型，其中，能够将该模型与人的实际图像，例如人的荧光透视图像配准，其中，组织类型提供单元能够基于探头顶端的实际位置和配准的模型来确定实际的组织类型。
[0143]尽管在上述实施例中，提到了特定组织类型，但所述检测装置和所述能量施加装置也能够适于确定另一类型的组织的状态。例如，所述检测装置和所述能量施加装置能够适于确定宫颈组织或肺组织的状态，具体而言，确定宫颈组织或肺组织是否是癌性的。
[0144]通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域的技术人员在实施请求保护的本发明时能够理解和实现所公开实施例的其他变型。
[0145]在权利要求中，“包括” 一词不排除其他元件或步骤，量词“一”或“一个”不排除多个。
[0146]单个单元或设备可以完成权利要求中记载的几个项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载特定措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
[0147]能够由任何其他数量的单元或设备执行由一个或几个单元或设备执行的确定，像确定谱的导数、组织的状态、组织类型等。能够将确定、和/或根据能量施加方法的对能量施加装置的控制、和/或根据检测方法的对检测装置的控制实施为计算机程序的程序代码段和/或专用硬件。
[0148]计算机程序可以存储/分布在适当的介质上，所述介质例如是与其他硬件一起供应或作为其他硬件一部分供应的光存储介质或固态介质，但计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或者其他有线或无线的远程通信系统。
[0149]权利要求中的任何附图标记不得被解释为对范围的限制。
[0150]本发明涉及一种用于确定组织的状态的检测装置。所述检测装置包括:荧光谱提供单元，所述荧光谱提供单元用于提供所述组织的荧光谱；微分单元，所述微分单元用于生成所述荧光谱的导数；以及组织状态确定单元，所述组织状态确定单元用于根据所述导数来确定所述组织的状态。这样，即使在所述荧光谱中几乎看不到或根本看不到与所述组织的状态相关的特征，也允许确定所述组织的状态。因此能够提高确定所述组织的状态的可靠性，所述组织的状态为，例如所述组织是否是癌性的。
【权利要求】
1.一种用于确定组织的状态的检测装置，所述检测装置(30)包括: -荧光谱提供单元(2、3、23、28)，其用于提供所述组织(21)的荧光谱， -微分单元(4)，其用于生成所述荧光谱的导数， -组织状态确定单元(5)，其用于根据所述导数来确定所述组织的状态。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述组织状态确定单元(5)适于基于仅在600nm到700nm的波长范围中的导数来确定所述组织的状态。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述组织状态确定单元(5)适于确定所述组织处于第一状态还是处于第二状态，其中，所述第一状态与第一波长相关，并且所述第二状态与第二波长相关，其中，所述组织状态确定单元(5)适于基于第一度量来确定所述组织包括所述第一状态还是包括所述第二状态，所述第一度量取决于在所述第一波长附近的第一波长范围之内的波长处的导数以及在所述第二波长附近的第二波长范围之内的波长处的导数。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其中，所述组织状态确定单元(5)适于基于如下中的至少一项来确定所述第一度量:i)a)小于所述第一波长且处在所述第一波长范围之内的波长处的导数与b)大于所述第一波长且处在所述第一波长范围之内的波长处的导数之间的第一差，i i)a)小于所述第二波长且处在所述第二波长范围之内的波长处的导数与b)大于所述第二波长且处在所述第二波长范围之内的波长处的导数之间的第二差。
5.根据权利要求4所述的检测装置，其中，所述第一波长在630nm到640nm的范围之内，并且所述第二波长在620nm到630nm的范围之内。
6.根据权利要求3所述的检测装置，其中，所述第一状态和所述第二状态中的至少一个与另外的波长相关，其中，所述组织状态确定单元(5)适于基于所述第一度量和另外的度量来确定所述组织包括所述第一状态还是包括所述第二状态，所述另外的度量取决于所述另外的波长附近的另外的波长范围之内的波长处的导数。
7.根据权利要求6所述的检测装置，其中，所述组织状态确定单元(5)适于基于a)小于各自的另外的波长且处在各自的另外的波长范围之内的波长处的导数与b)大于各自的另外的波长且处在各自的另外的波长范围之内的波长处的导数之间的差来确定所述另外的度量。
8.根据权利要求6所述的检测装置，其中，所述另外的波长在675nm到685nm的范围之内，或在685nm到695nm的范围之内。
9.根据权利要求3所述的检测装置，其中，所述检测装置(30)包括组织类型提供单元(11)，所述组织类型提供单元用于提供待确定状态的所述组织的类型，其中，所述组织状态确定单元(5)适于根据所提供的组织类型来提供若干种预定义第一度量中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的检测装置，其中，所述检测装置(30)包括:组织类型检测照射单元(2、28)，所述组织类型检测照射单元用于利用组织类型检测光来照射所述组织；以及组织类型检测光检测单元(3、23)，所述组织类型检测光检测单元用于检测来自所述组织的组织类型检测光，其中，所述组织类型提供单元(11)适于根据所检测的组织类型检测光来检测所述组织的类型。
11.一种用于向组织施加能量的能量施加装置，所述能量施加装置(I)包括: -根据权利要求1所述的用于确定组织的状态的检测装置(30)，以及-组织修改单元(13、27、29)，其用于根据所确定的状态，通过向所述组织施加能量来修改所述组织。
12.一种用于确定组织的状态的检测方法，所述检测方法包括: -提供所述组织的荧光谱， -生成所述荧光谱的导数， -根据所述导数来确定所述组织的状态。
13.一种用于向组织施加能量的能量施加方法，所述能量施加方法包括: -如权利要求12所述地确定组织的状态，并且 -根据所确定的状态通过向所述组织施加能量来修改所述组织。
14.一种用于确定组织的状态的检测计算机程序，所述检测计算机程序包括程序代码段，当所述检测计算机程序在控制根据权利要求1所述的检测装置的计算机上运行时，所述程序代码段令所述检测装置执行根据权利要求12所述的检测方法的步骤。
15.一种用于向组织施加能量的能量施加计算机程序，所述能量施加计算机程序包括程序代码段，当所述能量施加计算机程序在控制根据权利要求11所述的能量施加装置的计算机上运行时，所述程序代码段令所述能量施加装置执行根据权利要求13所述的能量施加方法的步骤。
【文档编号】A61B5/00GK103917155SQ201280054417
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年10月30日 优先权日:2011年11月7日
【发明者】M·米勒, B·H·W·亨德里克斯, G·W·吕卡森, J·J·L·霍里克斯 申请人:皇家飞利浦有限公司