涉及利用光纤拉曼光谱的内窥镜进行实时癌症诊断的方法_4

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可被取代,在该种 情况下图4a的方法是重复的。
[0123] 如在图4b和4c中示出的替代过程中,多个校准函数可W首先记录用于次级光谱 仪和多个次级探针。在图4b中的步骤60处,如在图4a中,次级光谱仪51被校准,W使其 与主光谱仪60 -致。在步骤61处,测量用于次级探针53a的校准函数,并在步骤63处该 校准函数W某种方式(例如,通过将校准函数保存为用与次级探针53a对应的参考标记来 标签的计算机文件56a)来进行存储并且与探针53a相关联。如箭头64所示,该个过程然 后被重复用于任何数目的探针53b,...,53n W提供探针的储存或储备。如在图4c中所示, 当需要使用光谱仪51执行测试时,在步骤60处光谱仪根据如上所述的主光谱仪50来校 准。在步骤65处,探针5化安装在系统上,并且相应的存储传递函数56n被检索。在步骤 66处,使用次级光谱仪51的测试可被执行,并使用检索的校准函数56n来进行校准。
[0124] 替代方法参考图6示出,其中从属或次级探针53a,…,5化在主要或主探针50上 校准。根据方程式2,在主光谱仪采用具有传递函数Tpp(A)的主要或主探针和具有传递函 数Tsp(A)的次级或从属探针测试时,来自英光源F(A)的光谱将产生用于主探针的光谱 Spp(A),其中
[0125]
【主权项】
1. 一种用于癌症的光谱鉴定的计算机实施的方法,其特征在于,包括: 接收与组织相关联的至少一个光谱; 在使用所述光谱的模型中分析所述至少一个光谱W确定得分,其中所述得分指示所述 组织是癌性的可能性;W及 输出所述得分。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述模型使用解释函数来生成,所述解释 函数选自由偏最小二乘判别分析、主成分分析线性判别分析、蚁群优化线性判别分析、分类 和回归树、支持向量机和自适应增强组成的群组。
3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述至少一个光谱由拉曼光谱生成。
4. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分析模型中的至少一个光谱包括分 析第一模型和第二模型中的至少一个光谱。
5. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述模型基于组织来选择。
6. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述得分指示所述组织是否正常、异常增 生或瘤形成。
7. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,分析所述至少一个光谱包括: 执行异常分析;W及 响应于确定所述至少一个光谱是异常的所述异常分析,抑制所述光谱。
8. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,执行异常分析包括主成分分析。
9. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括指示音频发射装置发射音频信号, 所述音频信号响应于所述异常分析,所述异常分析确定所述至少一个光谱为异常。
10. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括指示光谱仪获得至少一个附加光 谱,所述至少一个附加光谱响应于所述异常分析,所述异常分析确定所述至少一个光谱为 异常并接收所述至少一个附加光谱。
11. 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括指示音频发射装置发射音频信 号,所述音频信号识别所述组织为正常的、异常增生或瘤形成。
12. 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,与正常的、异常增生或瘤形成的每个相 关联的所述音频信号是不同的。
13. 根据权利要求12所述的方法,其特征在于,与正常的、异常增生或瘤形成的每个相 关联的所述音频信号还与异常光谱相关联的音频信号不同。
14. 一种校准光纤拉曼光谱系统的方法,其特征在于, 所述系统包括激光源、光谱仪和光纤探针,所述光纤探针将光从所述激光源发送到目 标,并且将散射光返回到所述光谱仪, 所述方法包括将光从所述激光源发送到具有已知光谱的标准目标, 记录来自所述标准目标的散射光的校准光谱, 比较所述已知光谱和校准系统,并且生成传递函数,W及 存储所述传递函数。
15. 根据权利要求14所述的方法,其特征在于,包括记录多个光纤探针的每个的校准 光谱,计算包括每个所述探针的系统的传递函数,并且将所述传递函数与对应探针相关联。
16. 根据权利要求14或15所述的方法,其特征在于,包括随后照射测试对象、记录光谱 并且根据存储的传递函数校准所述光谱的步骤。
17. 根据权利要求14?16中任一项所述的方法,其特征在于,所述光谱仪具有相关联 的光谱仪传递函数,所述探针具有相关联的探针传递函数,所述传递函数是光谱仪传递函 数和探针传递函数中的一种函数。
18. 根据权利要求14?17中任一项所述的方法,其特征在于,包括:在主光谱仪系统 上计算主光纤探针的第一传递函数、次级光纤探针的第二传递函数、W及计算基于所述第 一传递函数和第二传递函数的校准函数。
19. 根据权利要求18所述的方法,其特征在于,包括将所述校准函数与所述次级光纤 探针相关联。
20. 根据权利要求18或19所述的方法,其特征在于,包括:在次级光谱仪系统上使用 所述主光纤探针、、生成次级系统传递函数、W及存储所述次级系统传递函数。
21. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,包括使用具有所述次级光谱仪系统的 次级光纤探针,W及根据所述校准函数修正存储的次级系统传递函数。
22. 根据权利要求18?21中任一项所述的方法,其特征在于,包括根据所述主光谱仪 系统执行所述次级光谱仪系统的波长轴校准的初始步骤。
23. -种操作拉曼光谱系统的方法,其特征在于, 所述系统包括激光源、光谱仪和光纤探针,所述光纤探针将光从所述激光源发送到目 标,并且将散射光返回到所述光谱仪, 所述方法包括从所述激光源发送光到具有已知光谱的目标, 记录来自所述目标的散射光的光谱,W及 根据存储的传递函数修正记录的光谱。
24. 根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述存储的传递函数与所述光谱仪和 所述光纤探针对应。
25. 根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述存储的传递函数与所述光谱仪和 主光纤探针对应,所述方法还包括根据与所述光纤探针相关联的存储校准函数来修正存储 的传递函数。
26. -种拉曼光谱系统,其特征在于,包括激光源、光谱仪、光纤探针和存储的传递函 数,所述光纤探针将光从所述激光源发送到目标并且将散射光返回到所述光谱仪, 所述系统可操作将光从所述激光源发送到具有已知光谱的目标, 记录来自所述目标的散射光的光谱,W及 根据所述存储的传递函数修正记录的光谱。
27. 根据权利要求26所述的系统,其特征在于,所述存储的传递函数与所述光谱仪和 所述光纤探针对应。
28. 根据权利要求26所述的系统,其特征在于,所述存储的传递函数与所述光谱仪和 主光纤探针对应,并且所述方法还包括根据与所述光纤探针相关联的存储的校准函数来修 正存储的传递函数。
29. -种预测在光纤拉曼光谱系统中发送的激光功率的方法,其特征在于, 所述系统包括激光源、光谱仪和光纤探针,所述光纤探针将光从所述激光源发送到目 标,并且将散射光返回到所述光谱仪, 所述方法包括从所述激光源发送光到多个目标, 对于每个测试目标,测量来自所述激光源的光的发送功率、和所述光谱仪处散射光的 光谱, 执行所述捕捉光谱的多变量分析,测量的发送功率作为因变量, W及存储所得的模型。
30. 根据权利要求29所述的方法,其特征在于,包括如下步骤, 发送激光到测试目标, 向所述模型供应捕捉光谱,W及 计算所述发送功率的估量。
31. -种从具有光纤探针的光纤拉曼光谱系统减去背景信号的方法,其特征在于,所述 方法包括如下步骤: a) 存储背景光谱, b) 接收测试光谱, C)使用一个或多个参考峰来估计背景影响, d) 基于估计的背景影响,将所述背景光谱与校准因子相乘,并将其从所述测试光谱减 去, e) 检查所述测试光谱余留的背景影响,W及 f) 如果所述背景贡献可忽略不计,则输出所述测试光谱,否则重复步骤(C)到(e)。
32. 根据权利要求31所述的方法,其特征在于,所述一个或多个参考峰包括与所述光 纤探针中二氧化娃或蓝宝石对应的一个或多个峰。
33. 根据紧随权利要求1至13中任一项方法的权利要求14至18中任一项所述的校准 方法。
【专利摘要】本发明公开一种实现用于光纤拉曼光谱系统的定量分析的仪器独立测量的方法,该系统包括激光源、光谱仪和光纤探针,该光纤探针将光从激光源发送光到目标,并且将散射光返回到光谱仪,该方法包括从激光源发送光到具有已知光谱的标准目标,记录来自标准目标的散射光的校准光谱,比较已知的光谱和校准系统,并且生成探针和/或探针系统传递函数,以及存储传递函数。本发明还提供了结合其它公开方法可选地执行实时诊断拉曼光谱的方法。
【IPC分类】G01J3-44, A61B6-00, A61B5-00, G01N33-574, G01N21-65
【公开号】CN104541153
【申请号】CN201380035488
【发明人】黄志伟, 何凯俞, 马兹·西尔维斯特·博格霍尔特, 郑伟, 杨凯关, 西亚马拉·杜莱潘点
【申请人】新加坡国立大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2013年7月2日
【公告号】EP2870462A1, WO2014007759A1
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