在线诊断框架与最近开发的用于在 内窥镜处在上消化道中癌前病变和癌症的早期诊断和检测的多模态图像引导（WLR/NBI/ AFI)的拉曼光谱平台。组织拉曼光谱的积累和具有0. 5砂预定义上限的积分时间的自动比 例缩放允许具有改进的SNR的体内组织光谱的即时采集，同时防止CCD信号饱和。该是对 于内窥镜诊断特别重要，其中自体英光强度在由组织中不同内生英光可能导致的不同解剖 区域（例如，在胃部中的胃窦和胃体，肺中的支气管）之间显著改变。
[0098] 现在详细参考具体的附图，需要强调的是所示的细节是通过举例的方式，并且为 了对优选实施例进行说明性讨论的目的，并且呈现出为了提供被认为是所公开的系统和方 法的最有用和最容易理解的描述。在该点上，没有尝试来比对于所公开系统和方法的基本 理解所必要的公开所更为详细的结构细节，采用附图的描述使得对于本领域技术人员而 言，所公开的系统和方法的几种形式如何在时间中进行实施，是显而易见的。
[0099] 在详细解释所公开的系统和方法的至少一个实施例之前，应当理解的是，本公开 并不将其应用限于在下面的描述中或在附图中示出的组件构造和布置的细节。所公开的系 统和方法适用于其它实施例或w各种方式实践或执行。此外，可w理解的是本文使用的措 辞和术语是为了描述的目的，而不应被视为限制。
[0100] 现在参考图1，诊断仪器包括根据一个实施例的内窥镜系统，在10处示出。内窥镜 本身在11处示出，并且内窥镜11的测量头通常在图la中示出。为提供引导和被测试区域 的可见查看，内窥镜11装有合适的视频系统。来自気灯光源的光被发送到在内窥镜12末 端中的照明窗口 15。响应于白光反射成像、窄带成像或自发英光成像的CCD 16和17接收 反射光并发送视频数据，W允许所测试组织的可视检查和引导内窥镜至期望的位置。共焦 拉曼探头在18处显示，并且在图化中更详细。
[010。 拉曼光谱系统通常在20处示出。在具有大约785nm的输出波长的二极管激光器 的本示例中，单色激光源在21处示出。来自激光二极管21的光通过近端带通滤波器22,其 包括具有±2. 5nm的半宽度而W在785nm处为中也的窄带通滤波器。该光通过穿过禪合件 23而进入作为光纤束一部分的激发光纤25中。激发光纤25具有200 y m的直径和0. 22的 数值孔径（numerical aperture, 'NA')。由激发光纤25传输的光进入在内窥镜11端部 的球透镜26,在本实施例中，包括具有约1. 0mm直径和折射率n = 1. 77的蓝宝石球透镜。 如在图lb中所示，从激发光纤25传输的光在球透镜26内被内部反射。在球透镜与被测试 的组织接触时，如该里在27处示出，来自激发光纤25的透射光的至少一部分经过在组织27 内的拉曼散射到约140ym的深度。散射光再次在球透镜26中被内部反射，并在也提供为 光纤束一部分的多个收集光纤28中接收。在本示例中26个100 y m的收集光纤被使用，其 NA值为0. 22。收集光纤28可W任何适当的结构进行安置，例如在包围激发光纤25的圆形 布置中。
[0102] 由收集光纤28返回的收集散射光穿过长波通内联收集滤波器29,其类似地具有 在约800皿处的截断值（cutoff)。所述蓝宝石球透镜26,激发和收集光纤25、28,带通滤波 器22、长波通滤波器29的配置提供了用于从组织27选择性地收集反向散射的拉曼光子的 良好系统。
[0103] 散射返回光然后在光谱仪30处分开，并且所得光谱在感光阵列34处成像，在本示 例中是电荷禪合器件（"CCD")。在35处示出的计算机控制系统的操作、处理并存储光谱 和控制数据，并且提供结果和数据给用户。
[0104] 在一个实施例中，计算机35包括至少一个禪合到芯片组的处理器。也禪合到芯片 组的是内存、存储装置、键盘、图形适配器、指向装置、声音发射装置和网络适配器。显示器 禪合到图形适配器。在一个实施例中，芯片组的功能由内存控制器集线器和I/O控制器集 线器提供。在另一个实施例中，内存直接禪合到处理器，而不是芯片组。
[0105] 存储装置是能够保持数据的任何装置，例如硬盘驱动器、压缩光盘只读内存 (CD-ROM)、DVD或固态存储器装置。所述存储器保持由处理器使用的指令和数据。指向装 置可W是鼠标、轨迹球，或其它类型的指示装置，并且与键盘组合使用W输入数据到计算机 系统中。图形适配器显示图像和在显示器上的其它信息。网络适配器禪合计算机系统到广 域网或局域网。
[0106] 如本领域已知的，计算机35可具有除前面描述的不同和/或其它组件。此外，计 算机可W缺少某些组件。另外，该存储装置可W是本地和/或远程计算机（诸如在存储区 域网（SAN)内实施）。
[0107] 如本领域已知的，该计算机适于执行用于提供本文所描述的功能性的计算机程序 模块。如本文所使用的，术语"模块"是指用于提供特定功能性的计算机程序逻辑。因此， 模块可W在硬件、固件和/或软件中来实现。在一个实施例中，程序模块被存储在存储装置 上，加载到内存中，并且由处理器执行。
[0108] 本文该里所描述的实体的实施例可W包括除了在此描述的模块的其它和/或不 同的模块。此外，归属于模块的功能性可W通过在其它实施例中其它或不同的模块来执行。 此外，为了清楚和方便性，本说明书中偶尔省略了术语"模块"。
[0109] 计算机35还对光谱数据执行预处理。因为测量组织的拉曼光谱基本上被组织的 自体英光背景遮蔽，所W体内组织的拉曼光谱的预处理有必要提取弱拉曼信号。从体内组 织测量的原始拉曼光谱代表了弱拉曼信号、强烈的自体英光背景和噪声的组合。光谱被首 先归一化成积分时间和激光功率。光谱然后使用一阶的Savitzky-Golay平滑滤波器（3个 像素的窗口宽度）平滑化W减少噪声。五阶多项式被发现对于拟合在噪声平滑光谱中的自 体英光背景是最优的，并且随后该个多项式从原始光谱中减去，W单独产生组织的拉曼光 谱。计算机35还可W包括用于癌前病变和癌症检测的诊断算法。 阳110] 化谱化巧化纤探针巧准
[0111] 已知的是，不同的光谱仪将具有不同的传递函数，即；即使在使用相同的源进行照 射时，也会在光谱内呈现出不同的强度变化。如在图2中所示，其示出的是来自标准源的光 谱。在本示例中的标准源是指：当被激光，如激光源2,激发时，能够发射出已知英光光谱的 英光标准目标。所述英光标准目标必须是一致和稳定的，并在激光激发下（例如785nm)发 射宽英光光谱。随着时间的推移，英光光谱必须是稳定的，并且有效地表征在感兴趣的整个 光谱区域上（例如，400cm-i-1800cm-i，2000cm-i-3800cm-i)的光谱透射特性。一个示例是铅 惨杂的玻璃。从两个光谱仪所得的光谱可W看出，该是明显不同的。为了补偿光谱仪响应 或传递函数，已知的是施加校准函数，所述校准函数能够校准从光谱仪接收的光谱。示例和 校准函数在图2中示出，当施加到光谱仪的对应光谱时，该将使光谱带到具有已知标准光 谱的线中。
[0112] 使用英光标准源，传递函数，即；光谱仪的波长相关响应可由如下给出：
[0"引 F a)=端
[0114](方程式1)其中F( A )是校正的英光标准光谱，S( A )是英光标准源的测量光谱， 并且T(A)是光谱仪的传递函数。因此，如T(A)是已知的，新样本R(A)的正确校准的拉 曼光谱由如下计算：
[01 巧]R a)=端
[011引（方程式。，其中S( A )是测量样本光谱。
[0117] 传递函数T(A)是光谱仪传递函数Ts(A)和探针传递函数Tp(A)两者的函数。 方程式2可因此写为
[011引 民从)=rj冷A>
[0119](方程式3)。因为光纤探针是可更换的并且可W被消耗，所W将显而易见的是当 具有新探针传递函数Tp的新探针插入时，系统的总体传递函数将改变。
[0120] 现在参考图3,主要的或主光谱仪在50处示出，并且次级的或从属光谱仪在51处 示出。光谱仪50、51每个具有与在图1中示出的配置类似的配置，但可W具有不同的光纤 探针和光谱特性。理想情况下，控制每个光谱仪的个人计算机35使用程序中的通用库W提 供对该系统及数据处理的控制，并且主要和次级光谱仪50、51的特性一致的特性是令人满 意的。在本示例中，主光谱仪50与主要或主探针52相关联，并且次级光谱仪51与在53a、 53a、53b处示出的多个次级或从属探针相关联。在每一种情况下，参考在54处图解示出的 标准英光源来执行校准。
[0121] 校准的第一种方法在图4a中示出。在步骤60处，根据主光谱仪对次级光谱仪进 行波长校准。在该种情况下，次级光谱仪51的波长轴校准是通过，例如使用氮气隶光谱灯 或具有确定光谱线的化学样本来执行，并且接下来执行使用线性内插的像素分辨率匹配W 确保次级光谱仪的轴的尺寸与主光谱仪的轴的尺寸匹配。该校准的结果在图5中示出，其 中来自主要和次级光谱仪50、51的光谱示出了精确对齐的灯的光谱线。在步骤61处，使用 英光源54对于第二光谱仪和探针53a执行校准。W与图2的图标类似的方式，光谱将从英 光源记录，然后计算传递函数W将测量的光谱带到具有已知光谱的线中，并且通过例如个 人计算机35来存储光谱。在步骤62处，光谱仪51后续可用于体内拉曼测试或其它方式， 并且测量的拉曼光谱可W使用在步骤61处记录的校准函数来校正。
[0122] 当探针53a被丢弃并期望对新对象执行测试时，更换的探针53b