專利名稱：一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種癌變診斷系統(tǒng)，尤其涉及一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生命健康是人類永恒的話題，然而癌癥作為人類的主要?dú)⑹种唬匀辉谑澜绶秶鷥?nèi)威脅著許多人的生命健康。世界衛(wèi)生組織(WHO)的《世界癌癥報(bào)告》預(yù)示，今后數(shù)年將是全球癌癥患者高發(fā)年份，全球每年新增癌癥患者人數(shù)將達(dá)到1500萬人，死于癌癥人數(shù)600多萬，到2020年全球范圍惡性腫瘤的發(fā)生率將再增長50%。因此，癌癥的診斷和治療成了全人類關(guān)心的話題。資料表明，癌癥患者的存活期直接依賴于診斷時(shí)的病情，早期診斷和治療可以痊愈約三分之一的患者，而臨床癌癥成像檢測發(fā)現(xiàn)的患者往往已經(jīng)處于癌癥中晚期而無法痊愈。因此，研究癌癥早期檢測技術(shù)具有非常重要的意義。細(xì)胞形態(tài)學(xué)的變化概括了整個(gè)腫瘤形成的過程，是腫瘤確診的關(guān)鍵特征之一，腫瘤的形成也往往最先反映于細(xì)胞形態(tài)的變化。病理學(xué)研究表明超過85%的癌癥源于上皮組織，癌癥早期最重要的特征即表現(xiàn)為上皮層內(nèi)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞核尺寸、核漿比，核染色質(zhì)的增加。目前，要臨床檢測到這些癌癥的早期信號(hào)，不得不依靠病理切片、細(xì)胞涂片等組織活檢手段，即從待檢測部位取下一小片組織，再用顯微鏡進(jìn)行分析。這種侵入式的隨機(jī)活檢給患者帶來很大的痛苦，且需要花費(fèi)一定的診斷時(shí)間，而且成像不清晰、分辨率低，得出的結(jié)論與分析人員的經(jīng)驗(yàn)等主觀因素有很大關(guān)系，準(zhǔn)確測定癌變區(qū)的邊界就更加困難。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，能夠在上皮組織癌變的早期進(jìn)行診斷，本實(shí)用新型具有成像清晰、分辨率高、成像精確、減少痛苦、節(jié)約時(shí)間的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，包括像偏振探測系統(tǒng)和電子診斷分析系統(tǒng)組成，像偏振探測系統(tǒng)主要包括寬帶光源，寬帶光源經(jīng)過傳導(dǎo)光纖與檢偏器的中央偏左側(cè)相連接，檢偏器的中央偏右側(cè)與光譜分析儀進(jìn)過傳導(dǎo)光纖相連接，偏振片定位在光纖遠(yuǎn)端，上皮組織樣品位于檢偏器的正下方，偏振片定位在光纖遠(yuǎn)端，光譜分析儀經(jīng)連接線與計(jì)算機(jī)相連。電子診斷分析系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換器件以及計(jì)算機(jī)成像分析系統(tǒng)。所述的像偏振探測系統(tǒng)的自準(zhǔn)直系統(tǒng)安裝在光源后面，對寬帶光源鹵素?zé)舭l(fā)出的光進(jìn)行自準(zhǔn)直調(diào)制。所述的傳導(dǎo)光纖與光源耦合并且把偏振光傳導(dǎo)在癌變組織上。所述的像偏振探測器系統(tǒng)包括偏振片，該偏振片定位在光纖遠(yuǎn)端，是來自光源的光線發(fā)生偏振。所述的光譜分析儀具有偏振光分離器，它能把通過光纜從組織上返回的偏振分量分離出來。[0011 ] 所述的像偏振探測系統(tǒng)還包括一個(gè)內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡具有插入探頭的管道。[0012]所述的寬帶光源包括光源和濾光裝置。[0013]所述的偏振探測系統(tǒng)還包括一個(gè)光譜儀，該光譜儀與光纜在光學(xué)上耦合。[0014]所述的電子診斷分析系統(tǒng)包括儲(chǔ)存光譜的電子存儲(chǔ)器，該光譜包350納米到1000納米范圍內(nèi)的波長。[0015]所述的電子診斷分析系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)分析檢測到的光譜，以確定上皮組織細(xì)胞是否發(fā)育正常，是否有癌變發(fā)生。[0016]本實(shí)用新型的工作原理是:[0017]一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，采用線偏振光斜入射到高散射介質(zhì)樣品表面，檢偏器和光譜儀配合記錄后向散射光中平行、垂直分量，隨后計(jì)算出差分光譜或偏振度光譜用于分析。入射光調(diào)節(jié)部分的作用是產(chǎn)生準(zhǔn)直的線性可見偏振光，其光源采用功率為IOOff的鹵素?zé)簦l(fā)射波長范圍為400 900nm的可見光，經(jīng)光纖導(dǎo)出，再經(jīng)聚光鏡C聚光。透鏡L1、L2和光闌Al共同組成4F準(zhǔn)直系統(tǒng)，其中Al位于L1、L2的焦平面上，調(diào)節(jié)光闌Al的孔徑，可以改變光線的準(zhǔn)直程度，將光闌孔徑調(diào)節(jié)到最小時(shí)，可得到準(zhǔn)直的可見光。偏振片Pl用來對可見光起偏，產(chǎn)生線性偏振光。調(diào)制好的線性偏振光以入射角α入射到樣品上。在散射光的檢測部分，偏振片Ρ2充當(dāng)檢偏器的作用，通過Ρ2可以選擇后向散射光中與Pl分別平行和垂直的分量。經(jīng)樣品所散射的光由透鏡L3聚焦后通過一根孔徑為400um光纖導(dǎo)入光譜儀進(jìn)行探測，光譜儀中的CCD線性陣列進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，變成光電信號(hào)，信號(hào)采集處理后經(jīng)A/D變換，輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)采用稀疏編碼的偏振光譜圖像超分辨技術(shù)，具體采用的方法是多分辨分析理論的融合技術(shù)，主要是在多尺度及多方向上對圖像特征進(jìn)行融合處理，多分辨分析理論的融合技術(shù)主要采用的算法是基于小波分析的圖像融合算法。[0018]由于采用的方法是多分辨分析理論的融合技術(shù)，主要是在多尺度及多方向上對圖像特征進(jìn)行融合處理，融合結(jié)果不會(huì)出現(xiàn)人為的拼接痕跡，具有良好的可視效果和融合一致性。多分辨分析理論的融合技術(shù)主要采用的算法是基于小波分析的圖像融合算法，小波分析不但繼承了塔型分解的多尺度特征提取這一優(yōu)勢，同時(shí)又具有良好的時(shí)頻域局部化能力、解系數(shù)相關(guān)特性和方向選擇特性，故而在圖像融合中具有了優(yōu)良的性能。


[0019]圖1為本實(shí)用新型上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)原理圖。[0020]圖2為后向偏振散射差分光譜測量系統(tǒng)原理圖。[0021]圖3為多分辨分析的圖像融合框架示意圖。
具體實(shí)施方式
[0022]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。[0023]參照圖1，一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，主要像偏振探測系統(tǒng)和電子診斷分析系統(tǒng)組成，像偏振探測系統(tǒng)主要包括寬帶光源1，寬帶光源I經(jīng)過傳導(dǎo)光纖2與檢偏器3的中央偏左側(cè)相連接，檢偏器3的中央偏右側(cè)與光譜分析儀5進(jìn)過傳導(dǎo)光纖2相連接，偏振片定位在光纖2遠(yuǎn)端,上皮組織樣品4位于檢偏器3的正下方,偏振片定位在光纖遠(yuǎn)端，光譜分析儀5經(jīng)連接線與計(jì)算機(jī)6相連。電子診斷分析系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換器件光譜分析儀5以及計(jì)算機(jī)6上的成像分析系統(tǒng)。參照圖2，后向偏振散射光譜測量系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)一米氏散射理論及偏振門技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了測量高散射介質(zhì)后向偏振散射光譜的光學(xué)系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，采用線偏振光斜入射到高散射介質(zhì)樣品表面，檢偏器和光譜儀配合記錄后向散射光中平行、垂直分量，隨后計(jì)算出差分光譜或偏振度光譜用于分析。入射光調(diào)節(jié)部分的作用是產(chǎn)生準(zhǔn)直的線性可見偏振光。其光源采用功率為100W的鹵素?zé)?，發(fā)射波長范圍為400 900nm的可見光，經(jīng)光纖導(dǎo)出，再經(jīng)聚光鏡C聚光。透鏡L1、L2和光闌Al共同組成4F準(zhǔn)直系統(tǒng)，其中Al位于L1、L2的焦平面上，調(diào)節(jié)光闌Al的孔徑，可以改變光線的準(zhǔn)直程度，將光闌孔徑調(diào)節(jié)到最小時(shí)，可得到準(zhǔn)直的可見光。偏振片Pl用來對可見光起偏，產(chǎn)生線性偏振光。調(diào)制好的線性偏振光以入射角α入射到樣品上。在散射光的檢測部分，偏振片Ρ2充當(dāng)檢偏器的作用，通過Ρ2可以選擇后向散射光中與Pl分別平行和垂直的分量。經(jīng)樣品所散射的光由透鏡L3聚焦后通過一根孔徑為400um光纖導(dǎo)入光譜儀進(jìn)行探測，光譜儀中的CCD線性陣列進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，變成光電信號(hào)，信號(hào)采集處理后經(jīng)Α/D變換，輸入計(jì)算機(jī)。參照圖3，采用稀疏編碼的偏振光譜圖像超分辨技術(shù)，，具體采用的方法是多分辨分析理論的融合技術(shù)，主要是在多尺度及多方向上對圖像特征進(jìn)行融合處理，融合結(jié)果不會(huì)出現(xiàn)人為的拼接痕跡，具有良好的可視效果和融合一致性。多分辨分析理論的融合技術(shù)主要采用的算法是基于小波分析的圖像融合算法，小波分析不但繼承了塔型分解的多尺度特征提取這一優(yōu)勢，同時(shí)又具有良好的時(shí)頻域局部化能力、解系數(shù)相關(guān)特性和方向選擇特性，故而在圖像融合中具有了優(yōu)良的性能。
權(quán)利要求1.一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，其特征在于:包括像偏振探測系統(tǒng)和電子診斷分析系統(tǒng)，像偏振探測系統(tǒng)主要包括寬帶光源，寬帶光源通過傳導(dǎo)光纖與檢偏器的中央偏左側(cè)相連接，檢偏器的中央偏右側(cè)與光譜分析儀通過傳導(dǎo)光纖相連接，偏振片定位在光纖遠(yuǎn)端，上皮組織樣品位于檢偏器的正下方，偏振片定位在光纖遠(yuǎn)端，光譜分析儀經(jīng)連接線與計(jì)算機(jī)相連，電子診斷分析系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換器件以及計(jì)算機(jī)成像分析系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述像偏振探測系統(tǒng)的自準(zhǔn)直系統(tǒng)安裝在寬帶光源后面，對寬帶光源鹵素?zé)舭l(fā)出的光進(jìn)行自準(zhǔn)直調(diào)制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述傳導(dǎo)光纖與寬帶光源耦合并且把偏振光傳導(dǎo)在癌變組織上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述像偏振探測系統(tǒng)包括偏振片，該偏振片定位在光纖遠(yuǎn)端，是來自光源的光線發(fā)生偏振。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜分析儀具有偏振光分離器，它能把通過光纜從組織上返回的偏振分量分離出來。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述像偏振探測系統(tǒng)還包括一個(gè)內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡具有插入探頭的管道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述寬帶光源包括光源和濾光裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述像偏振探測系統(tǒng)還包括一個(gè)光譜儀，該光譜儀與光纜在光學(xué)上耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述電子診斷分析系統(tǒng)包括儲(chǔ)存光譜的電子存儲(chǔ)器，該光譜包350納米到1000納米范圍內(nèi)的波長。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述電子診斷分析系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)分析檢測到的光譜，以確定上皮組織細(xì)胞是否發(fā)育正常，是否有癌變發(fā)生。
專利摘要一種上皮組織癌變早期診斷系統(tǒng)，包括像偏振探測系統(tǒng)和電子診斷分析系統(tǒng)，像偏振探測系統(tǒng)包括寬帶光源，寬帶光源經(jīng)過傳導(dǎo)光纖與檢偏器的中央偏左側(cè)相連接，檢偏器的中央偏右側(cè)與光譜分析儀進(jìn)過傳導(dǎo)光纖相連接，偏振片定位在光纖遠(yuǎn)端，上皮組織樣品位于檢偏器的正下方，光譜分析儀經(jīng)連接線與計(jì)算機(jī)相連，電子診斷分析系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換器件以及計(jì)算機(jī)成像分析系統(tǒng)，采用線偏振光斜入射到高散射介質(zhì)樣品表面，檢偏器和光譜儀配合記錄后向散射光中平行、垂直分量，隨后計(jì)算出差分光譜或偏振度光譜用于分析上皮組織是薄的粘膜組織，其后向散射光的偏振態(tài)是易測量的，具有成像清晰、分辨率高、成像精確的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/27GK203069500SQ20122058745
公開日2013年7月17日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者李晶, 蒲維新 申請人:西安中科麥特電子技術(shù)設(shè)備有限公司