[发明专利]利用检测微血管血液含量早期增大来识别异常组织的方法和装置

说明书

关于联邦政府赞助研究下的权利的声明

本发明是在政府的支持下作出的，拨款号R01CA109861，由the National Institutes of Health of the United States给予资金。因此，按照许可，美国政府具有本发明中的某些权利。 

部分参考文献在本发明的说明书中被引用和讨论，其可以包括专利、专利申请和各种出版物。这些参考文献的引用和/或讨论仅仅是用于澄清本发明的说明书，而不是承认任意在此描述的参考文献都是发明的“现有技术”。所有在本说明书中引用和讨论的参考文献在此通过参考全文引入，和其幅度为类似每个文献都分别通过参考引入。 

技术领域

本发明通常涉及光散射和吸收，和特别涉及利用检测微血管血液含量早期增大来识别可能异常的活体组织的方法和装置，和相应地应用包括体内肿瘤显影、筛查、检测和治疗，和特别是，“微血管血液供给早期增大”(EIBS)，其存在于接近，但不是病灶或肿瘤本身的组织中，和存在于这种病灶或肿瘤发育前的组织中。 

背景技术

已知有多种技术用于测定组织中的异常。在这些技术中，与本发明最相关的那些是检测异常组织内血液增加的技术。虽然这些技术与其他方法相比具有优点，但它们需要检测异常组织本身，其是难于检测的。此外，这些方法仅在，例如癌组织异常十分巨大之后才是可用的。 

因此，本发明提供了多种有益的光学技术用于帮助异常组织的检测，特别是在异常组织本身发育的早期使用光学测量法。 

发明内容

本发明在一个方面涉及方法和探测装置和它们的组件联合，其利用存在于接近但不是异常组织的组织、异常组织中和存在于发育为这些病灶或肿瘤之前的组织中的“微血管血液供给早期增大”(EIBS)来检测异常组织、肿瘤或病灶的靶点。虽然异常组织可以是病灶或肿瘤，异常组织也可以是病灶或肿瘤形成之前的组织，例如癌变前的腺瘤、变性隐窝病灶、发展为发育不良病灶之前的组织，它本身还没有显示出发育不良的表现型和这些病灶或前发育不良组织附近的组织。 

本文描述的特定应用是用于检测早期结肠直肠癌的结肠粘膜中的这些病灶，但其他应用也被描述。 

一方面，本发明描述了一种提供身体器官内活体组织可能异常的指征的方法，包括识别其中包含微血管的器官组织，其中组织不包含可能异常的活体组织，根据微脉管系统内血液含量来判定是否在组织中存在微血管血液含量或供给的早期增大，以指明是否活体组织或附近的组织可能是异常的。 

另一个方面，本发明提供了一种给出身体器官内活体组织可能异常的指征的方法，包括如下步骤： 

安置照明探测器，其用宽带光照明组织，其中照明探测器被放置在器官表面的位置；在这个位置照明器官组织内的微脉管系统，所述组织不包含可能异常的活体组织；检测由照明所述位置的步骤得到的相互作用的光，其中被检测的相互作用光是基本上从来自微脉管系统内血液中的光散射获得的，所述微脉管系统是在不包含可能异常的活体组织的器官组织内；利用检测光来评估微脉管系统内血液含量和血流的至少一个；和利用评估的血液含量和血流的至少一个来获得活体组织可能异常的指征。 

在另一个方面，对沿表面的多个不同位置重复照明、检测和评估的步骤，并基于多个不同位置的至少部分给出异常活体组织位置的定向指征。 

在另一个方面，指征被用于决定什么时候进行另一个检验，来确定是否器官内的活体组织是异常的。 

在另一个具体方案中，公开了一种将获自光源的宽带光发射到位于人体内组织的微脉管系统上和接收相互作用光的装置，所述相互作用光是通过宽带光与微脉管系统交互作用获得的，所述微脉管系统用于将光透射到达接收器。不同的另一个具体方案包括光纤、偏振器和透镜的联合，其帮助相互作用光的预定深度分布(predetermined depth profile)的选择。 

在另一个具体方案中，描述了成套装置，其具有各种探测器尖端和/或光透射元件，因此各个不同的联合优选提供相互作用光的不同预定深度分布。 

在另一个具体方案中，描述了一种制造光谱数据探测器 用于深度范围选择性检测的方法，所述深度范围选择性检测是用于检测组织微脉管系统内的血液。 

附图说明

基于与附图一起审阅下述本发明说明书的特定具体方案，本领域技术人员将明了本发明的这些和其他方面和特征，其中： 

图1图解了结肠粘膜和粘膜下层内的血液供给结构。