[发明专利]结合可见光与被动红外线技术及相关系统用于皮肤癌症先兆、痣和肿瘤的检测和识别及早期诊断

说明书

技术领域与背景技术

本发明涉及一种用于识别病理的皮肤损害的非入侵性设备和方法。本发明尤其是涉及 一种用于非入侵性检测和识别不同种类的皮肤痣、肿瘤、损害和癌症(即恶性黑素瘤)的 设备和方法，通过结合光学的分析和红外光学信号，基于整体机制和光谱机制来检测和识 别，用于检测和成像癌症先兆的早期预警和潜在危险状况的治疗。

通常，可疑的损害是通过活组织切片检查来确定它们的状况的。活组织切片检查存在 许多明显的不足：首先，活组织切片检查需要组织的侵入式切除，这会产生疼痛，且花费 昂贵。在活组织切片检查的中一次检查期间，只有数量非常有限的信号可以被识别，而病 人都不乐意忍受如此大量的昂贵的和痛苦的检查试验。而且，活组织切片样品必须存储和 运送到实验室中进行专家分析。这些存储和运送过程增加了成本，增加了样品可能被错误 处理、毁坏或者丢失的机会，也会导致显著延长获得检查结果所需的时间。这个延长的时 间意味着在随后进行的细查时需要将病人带回给医生，花费另一个检查期间。这增加了病 人的不便，增加了费用，也增加了疾病恶化至不可治疗的风险，也会失去早期确诊的接触 机会。而且，该等待的期间会导致病人产生明显焦虑。最后，活组织切片检查的结果解读 通常是通过显微镜分析的，这样导致产生主观定性结果，这些主观定性结果对于检查结果 的解读是很不合适的。

因此，在医疗诊断领域，尤其是在皮肤癌的病例中，人们对于安全、非入侵性检测技 术是非常感兴趣的。癌症是一种发展缓慢的疾病，能通过监视经例行筛查确定的潜在的癌 变损害来进行预防。然而，即使一个基本健康的病人愿意献身参加例行筛查程序，仍会受 限于需要大量的时间、金钱，或者感到不方便。因此，筛查必须能够可信地识别危险性肿 瘤，并快速、成本低廉且安全地区分危险性肿瘤与良性痣。

有许多采用主动机制的方法用于皮肤异常物的光谱分析和成像，已被广泛地知晓。这 些方法已经不仅采用可见光和红外线的光学光谱和热成像方法，而且还采用了电磁微波、 声学的、磁学的、紫外线和X-射线方法(例如，参见Fear，E.C.，and M.A.Stuchly，＂Microwave detection of breast tumors：comparison of skin subtraction algorithms＂，SPIE，vol.4129，2000， pp.207-217；Gniadecka，M.，＂Potential for high-frequency ultrasonography，nuclear magnetic resonance，and Raman spectroscopy for skin studies＂，Skin Research and Technology，vol.3，No. 3，1997；以及Bruch，R.，et al，＂Development of X-ray and extreme ultraviolet(EUV)optical devices for diagnostics and instrumentation for various surface applications＂，Surface and Interface Anal.vol.27，1999，pp.236-246)。

X-射线技术，已经早于60年代起被成功地运用于检测在人体内的异常物，但该技术 不适用于皮肤癌的早期检测，因为X-射线辐射的效果对于人体健康是有危害的，因此该技 术不能经常(每周或者每月)使用于有皮肤异常物的病人的诊断，而这类诊断强烈需要在 短期内反复检查。

声学的主动方法学，已被用于检测在人体内的结构，也是用于癌的皮肤异常物的早期 诊断的非入侵性方法。癌症前期的皮肤损害常常是显微尺度的(属于毫米级或者微米级)， 这些损害不能通过采用声学方法而被检测和识别(这些声学方法只限于检测比属于厘米级 的声音波长更大的结构)。