[发明专利]配置为至少部分地插入到混浊介质中的光学检查装置

说明书

技术领域

本发明涉及配置为至少部分地插入到混浊介质中的光学检查装置。

背景技术

在本申请的上下文中，术语光应理解为意指非电离电磁辐射，特别是波长在400nm和1400nm之间的范围。术语光电探测器意指能够接收入射光并作为响应输出与所接收的光对应的电信号的装置。术语混浊介质应理解为意指由具有高光散射系统的材料构成的物质，诸如例如精制卵磷脂溶液或生物组织。

在许多医学环境中，活组织检查是用于确认医学诊断的唯一方法。穿刺活检(needle biopsy)已知有细针抽吸细胞学(fine needle aspiration cytology，FNAC)、细针抽吸活组织检查(fine needle aspiration biopsy，FNAB)、或细针抽吸(fine needle aspiration，FNA)。采用该穿刺活检来从由哺乳动物身体形成的混浊介质提取少量的组织，用于在体外对提取的组织进行进一步的分析，例如由病理学家在显微镜下，哺乳动物身体即人身体或动物身体。针抽吸活组织检查频繁地，在其它之下，用于检查女性乳房、前列腺、肺、甲状腺、和骨。与外科活组织检查相比，针抽吸活组织检查是较不侵入性的、较不昂贵的、较不耗时的，并且还有就是受到活组织检查的患者具有较短的恢复时间。例如，在美国每年进行了约一百万穿刺活检以进行乳腺癌诊断。

如今，执行从哺乳动物身体内部采集组织样本的组织活检，没有来自活检针(biopsy needle)的反馈。结果，医生缺乏关于微结构和直接在针尖前面的组织的分子组成的信息。结果，关于针尖相对于期望进行采样的组织区域的位置，其经常是不确定的。

为了克服此问题，在没有来自活检针的直接反馈时，已知采用各种不同的成像形式来辅助进行针定位。该成像形式包括X射线成像、MRI(磁共振成像)、和超声成像。同时，这些形式能够提供关于活检针的绝对位置的有用信息，经常不能够获得所需要的有关活检针相对于组织的相对位置的信息(其是特别让人感兴趣的)。所实现的分辨率经常不足以用于识别小的病理学块体(mass)。此外，对于在良性和恶性组织之间进行区别，施加的成像形式经常显示出不足的软组织对比度。另一个常见问题是，施加的成像形式经常对于识别活检针的路径中的小的血管或神经提供不足的对比度。

由于这些缺点，在许多情况下，血管或神经在穿刺活检期间被非故意地刺穿。活检针刺穿血管对患者是有害的，因为可以引起内部出血。此外，刺穿神经也可能对患者特别有害。基于此，不仅获取关于尖端的斜面部分前面的组织(即，利用活检针能够提取的组织的区域)的信息是重要的，而且获取关于针尖的最前部前面的组织(即，如果活检针进一步向前移动，组织将被刺穿)的信息也是重要的。

存在经由光纤从活检针提供直接反馈的可能性。例如，能够使用光纤来提供关于围绕针尖的组织的信息。已知能够根据组织各自的光学吸收谱来对它们进行区分(比较例如Zonios等的“Diffuse reflectance spectroscopy of human adenomatous colon polyps in vivo”，Appl.Opt.38(31)，1999，6628-6637)。特别是，存在于血液中的血红蛋白提供声称的光学信号。

基于上述，在活检针的侧边探测光将是有利的。例如，这将容许对已经在活检针的锐利尖端附近行进的光进行感测，该尖端从针尖的斜面侧开始并到达针杆(shaft)。经由光纤将光导引至活检针的尖端并且发射光到活检针的锐利尖端前面的组织，原理上是可能的。此外，借助于一个或多个其它光纤，收集已经在活检针的尖端前面的组织区域中散射的光，所述光纤的末端设置在活检针的杆的区域中。光纤例如能够集成到活检针的杆中。然而，该系统包括以下缺点：收集散射光所需的多模光纤典型地包括在0.2的范围中的数值孔径。这导致仅能够收集少量的入射在光纤末端表面上的光。此外，包括多个光纤的活检针的构造和制造是昂贵的。为了利用该系统执行分光术，即为了获取由各光纤的末端形成的每个探测位置的散射光中大量不同波长或波长带的分布，必须通过特别适用于小强度的分光计来分析收集的光。在此情况下，不同探测器位置的频谱的获取需要相当量的时间。

发明内容

本发明的目的是提供被配置为至少部分插入到混浊介质中的光学检查装置，该装置容许以较低成本以及减小的数据获取时间对位于尖端部分前面的混浊介质的区域进行更可靠的频谱分析。