确定目标处的物质的特征的系统和方法与流程

本发明涉及一种确定目标处的物质的特征的系统和方法，更具体地但不限于，涉及可以使用荧光发射来识别正被去除的组织或其它目标的装置。

背景技术：

1、各种手术处理可以用于去除物质，诸如患者的硬组织或软组织。例如，手术处理用于在碎石手术期间消融肾结石、去除癌组织、在组织中形成切口、以及诸如在良性前列腺增生(bph)的治疗期间气化组织。然而，使用装置来执行手术处理会出现许多问题。

2、例如，在手术处理期间可以修改与该装置相关联的各种参数。但是医师可能没有技术知识来确保这些参数中的各个参数皆处于它们的最优设定，这可能诸如因增加与手术处理相关联的时间而影响组织去除的效率。

3、在将手术装置的发射用于去除癌性组织、消融肾结石、或者治疗bph的情况下，如果装置的参数未得到正确设定，那么该装置可能无法按照医师的预期来操作。来自装置的发射可能不对应于医师所希望的发射。例如，当治疗癌性位点时，组织去除可能比医师所预期的更快。在这种场景中，可能去除过多的组织。例如，当装置正被用于治疗bph时，当组织去除比医师所预期的更快时，可能发生囊穿孔。

4、有时，正被去除的组织可以从一种类型(诸如癌性组织或肾结石)改变成另一种类型(诸如健康组织)，而医师却未意识到这种变化。误识别组织可能导致错误的装置设定，这可能产生上面提到的潜在问题，诸如去除过多的组织或者导致囊穿孔发生。

技术实现思路

1、需要一种方法，该方法能够诸如在医疗处理之前或期间识别正被去除的组织或其它目标的一个或更多个特征。

2、本说明书描述了使用来自目标位点的荧光响应来确定目标位点的特征的示例。目标位点特征可以包括目标类型、材质、成分、成分分布、结构、硬度等。目标位点例如可以包括组织、肾结石、胰胆管、胆囊结石等。该设备可以使用响应于使用光源对目标位点的照射而从目标发射的光谱来确定目标特征。可以利用光源照射目标位点以激励目标位点的表面。作为响应，诸如当光源被停用为“断开”状态(即，被停用)时，可以从目标位点的经激励表面获得荧光响应信号。可以使用荧光响应信号的光谱来确定目标的特征。

3、例如，设备的光源可以以“接通”状态(即，被启用)和“断开”状态(即，被停用)来操作。当光源处于“断开”状态时，可以使用光检测器来检测对照射的荧光响应信号。这样，来自光源的照射光将不会使来自目标的荧光响应光信号变饱和以及模糊荧光响应光信号。

4、例如，光源可以包括多个led。所述多个led中的不同led可以发射不同波长的光。光源可以包括发射第一波长的光的第一led、发射第二波长的光的第二led、以及发射第三波长的光的第三led。第一led可以处于“接通”状态，而第二led和第三led处于“断开”状态。当第一led处于“接通”状态时，可以利用第一波长的光照射目标位点。然后，可以将第一led切换成“断开”状态，并且可以将第二led切换成“接通”状态，使得可以利用第二波长的光照射目标位点。当利用第二led照射目标位点时，可以检测到响应于第一led的激发而从目标位点发射的第一荧光响应信号。然后，可以将第二led切换成“断开”状态，并且可以将第三led切换成“接通”状态，以利用第三波长的光照射目标位点。当利用第三led照射目标位点时，可以检测到响应于第二led的激发而从目标位点发射的第二荧光响应信号。然后，可以将第三led切换成“断开”状态，并且可以检测响应于第三led的激发而从目标位点发射的第三荧光响应信号。使用来自目标位点的第一荧光响应信号、第二荧光响应信号、以及第三荧光响应信号，可以确定荧光响应光谱，由此，基于该光谱可以确定目标位点的特征。

5、在工作中，可以可选地实时地确定目标的特征，即，使得可以诸如至少部分地基于所确定的特征来实时地控制正被用于去除目标的设备。例如，在激光器正被用于从目标去除物质的情况下，可以诸如至少部分地基于所确定的特征实时地建立或调节激光器的一个或更多个参数(诸如激光脉冲的脉冲宽度、激光脉冲的脉冲形状、激光脉冲的峰值功率、或者表示每单位时间的激光脉冲数的脉冲频率)。此外，在于第一时段期间从目标位点去除物质之后，可以使用荧光响应确定目标位点的特征是否已经发生改变。例如，可以基于响应于目标位点处的物质正被再次使用光源照射而从该物质发射的第二光谱来确定所述特征。基于第二确定，可以通过基于根据来自目标的荧光响应的变化所确定的特征的变化建立或调节一个或更多个装置参数，来诸如实时地控制所述设备。

6、使用本技术可以实现多个潜在的优点。举例来说，诸如通过在“接通”状态与“断开”状态之间切换光源，可以检测与在目标位点处吸收的能量相对应的荧光响应信号，而不会出现来自照射目标位点的光源的照射光致使荧光效应变饱和以及模糊荧光效应。

7、此外，当使用多个led或其它照射光源时，可以在第一照射光源已经断开之后确定对第一照射光源的荧光响应。即使在对第一照射光源的第一荧光响应的这种检测期间第二led或其它照射光源接通，在检测第一荧光响应方面仍然可以存在优势，诸如在第二照射光源发射离第一荧光响应波长更远的第二波长的光的情况下，并因此，在荧光响应信号检测或信号处理期间更容易进行过滤，并且不太可能使第一荧光响应信号变饱和或以其它方式变模糊或者干扰检测第一荧光响应信号。通过使用具有多个led的光源，其中多个led中的一个led正照射目标位点，可以检测与在目标位点处吸收的来自多个led中的另一led的照射的能量相对应的荧光响应信号。

8、另一潜在优点可以包括实时地识别目标的物质的特征，这反过来可以允许基于所识别的特征，实时地调节正被用于去除目标位点处的物质或以其它方式处理目标位点处的物质的设备的一个或更多个参数。

9、另一潜在优点可以涉及从目标位点更准确地去除物质，从而通过建立或改变装置设定以更适于目标处的希望物质去除，来减少或最小化从目标位点过度去除物质或者物质去除不足的可能性。

技术特征：

1.一种确定目标处的物质的特征的系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括治疗装置，所述控制器还被配置为至少部分地基于所确定的所述目标的所述至少一个特征来操作所述治疗装置。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光源具有接通状态和断开状态，所述控制器还被配置为当所述光源处于断开状态时使所述检测器检测来自所述目标的所述至少一个荧光信号。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述治疗装置包括激光器系统，并且所述控制器还被配置为通过调节与所述激光器系统相关联的至少一个参数设定来操作所述激光器系统。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述至少一个参数设定包括以下项中的至少一项：

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置为分析所检测到的所述至少一个荧光信号，并且基于所述分析来确定所述目标的所述至少一个特征。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述控制器还被配置为分析与所检测到的所述至少一个荧光信号相关联的荧光强度、荧光激发光谱、荧光发射光谱和荧光衰减时间中的至少一者。

8.一种确定目标处的物质的特征的系统，所述系统包括：

9.根据权利要求8所述的系统，所述系统还包括治疗装置，所述控制器还被配置为至少部分地基于所确定的所述目标的所述至少一个特征来操作所述治疗装置。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制器还被配置为依次启用所述多个发光二极管。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制器还被配置为以能够生成白光的高速率依次启用所述多个发光二极管。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制器还被配置为当所述多个发光二极管中的当前发光二极管当前被启用时，停用一个或更多个先前启用的发光二极管。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制器还被配置为当所述多个发光二极管中的所述当前发光二极管当前被启用时，使所述检测器检测响应于所述先前启用的发光二极管中的至少一个发光二极管而来自所述目标的至少一个荧光信号。

14.根据权利要求9所述的系统，其中，所述治疗装置包括激光器系统，并且所述控制器还被配置为通过调节与所述激光器系统相关联的至少一个参数设定来操作所述激光器系统。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述至少一个参数设定包括以下项中的至少一项：

16.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制器还被配置为分析所检测到的所述至少一个荧光信号，并且基于所述分析来确定所述目标的所述至少一个特征。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述控制器还被配置为分析与所检测的所述至少一个荧光信号相关联的荧光强度、荧光激发光谱、荧光发射光谱和荧光衰减时间中的至少一者。

18.一种确定目标处的物质的特征的方法，所述方法包括以下步骤：

19.一种确定目标处的物质的特征的方法，所述方法包括以下步骤：

20.一种确定目标处的物质的特征的方法，所述方法包括以下步骤：

技术总结
提供了一种用于确定目标处的物质的特征的系统和方法。利用脉冲光源照射目标。然后感测在脉冲光源处于“断开”状态时来自目标的荧光信号。基于荧光信号的分析来识别目标处的物质的特征。然后可以基于所识别的目标处的物质的特征来控制装置。

技术研发人员：K·G·谢尔顿,S·A·布科索夫
受保护的技术使用者：捷锐士阿希迈公司(以奥林巴斯美国外科技术名义)
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11