[发明专利]由拉曼光谱法表征肺组织的设备和方法

权利要求书

1.一种表征肺组织的设备，该设备包括：

拉曼分光计，被配置为在1500cm^-1至3400cm^-1的相对波数范围内生成拉曼光谱；

拉曼光谱分析单元，被配置为基于拉曼光谱的1500cm^-1至3400cm^-1的相对波数范围内的特征来表征组织；以及

反馈装置，能够响应于拉曼光谱分析单元的输出而被驱动以产生人可察觉的信号，所述信号指示由拉曼光谱分析单元对组织的表征。

2.根据权利要求1所述的设备，其中拉曼光谱分析单元被配置为处理拉曼光谱，以提供经平滑的二阶导数光谱，并且基于经平滑的二阶导数光谱中的特征来表征组织。

3.根据权利要求2所述的设备，其中拉曼光谱分析单元被配置为通过对每个光谱应用Savitzky-Golay六点二次多项式来生成所述经平滑的二阶导数光谱。

4.根据权利要求1所述的设备，其中拉曼光谱分析单元被配置为通过执行3点平滑操作来处理拉曼光谱，并且基于经3点平滑的光谱中的特征来表征组织。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中拉曼光谱分析单元被配置为使得表征基于在1550cm^-1至1800cm^-1的第一相对波数范围内的第一特征以及2700cm^-1至3100cm^-1的第二相对波数范围内的第二特征。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中拉曼光谱分析单元被配置为通过计算针对主成分的光谱的主成分得分并且根据基于所述主成分得分的判别函数执行判别分析来分析拉曼光谱，其中所述主成分得分从包括在1500cm^-1至3400cm^-1的相对波数范围内成分的拉曼光谱的训练集导出。

7.根据权利要求6所述的设备，其中判别分析包括线性判别分析。

8.根据权利要求6或7所述的设备，其中拉曼光谱分析单元包括数据存储装置，并且表征主成分得分的信息被存储在所述数据存储装置中。

9.根据权利要求8所述的设备，其中将判别函数存储在所述数据存储装置中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中拉曼光谱分析单元包括被配置为从拉曼光谱中减去荧光背景的荧光背景减去级。

11.根据权利要求10所述的设备，其中荧光背景减去级被配置为执行多项式拟合例程以评估荧光背景。

12.根据权利要求10或11所述的设备，其中拉曼光谱分析单元包括在所述荧光背景减去级之后的归一化级，该归一化级被配置为归一化拉曼光谱。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其中拉曼光谱分析单元被配置为从拉曼光谱减去环境背景信号。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，包括支气管镜，其中拉曼分光计包括可插入所述支气管镜的仪器通道中的光导，用以接收包含拉曼光谱的光。

15.根据权利要求3所述的设备，其中拉曼分光计分析单元包括归一化级，该归一化级被配置为通过对每个光谱的平方导数值求和并且将每个变量除以该和，而归一化该拉曼光谱。

16.根据权利要求6所述的设备，其中拉曼分光计分析单元被配置为通过如下来表征组织：

如果组织特性的后验概率小于第一阈值，则表征组织位于第一类别；

如果组织特性的后验概率大于第二阈值，则表征组织位于第二类别；以及

如果组织特性的后验概率在第一阈值和第二阈值之间，则表征组织位于第三类别。

17.根据权利要求16所述的设备，其中第一阈值表现为0.3±10%的截止点，而第二阈值表现为0.7±10%的截止点。

18.根据权利要求16或17的设备，其中反馈装置产生人可感知的信号，其中：

如果组织处于第一分类，则所述信号是第一信号；

如果组织处于第二分类，则所述信号是第二信号；以及

如果组织处于第三分类，则所述信号是第三信号。