JPH07250837A - Tissue type recognition and device for that - Google Patents

Tissue type recognition and device for that

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JPH07250837A
JPH07250837A JP6290377A JP29037794A JPH07250837A JP H07250837 A JPH07250837 A JP H07250837A JP 6290377 A JP6290377 A JP 6290377A JP 29037794 A JP29037794 A JP 29037794A JP H07250837 A JPH07250837 A JP H07250837A
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tissue
probe
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electrical
stimulus
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ビヴァン・レスリー・レイド
Nikerobuitsuchi Sukuradonebu Victor
ヴィクター・ニケロヴィッチ・スクラドネヴ
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Abstract

PURPOSE: To enable to discriminate types of pathogenic tissue, by giving multiple different stimulation to tissue, detecting a response of the tissue in proportion to each stimulation, classyfing the tissue by processing a combination of each response, and discriminating the tissue in comparison with a known list of an expected tissue type. CONSTITUTION: When cervical cancer is to be detected, a vaginal wall 31 of a patient is opened by a microscopic examination 30 at first, and the tip end of a probe 1 is exposed. The tissue of the cervixuteri 32 is stimulated by probe 1, the responce of the stimulation is processed by a control device 20. That is to say, a first electrode 3 of an electric wire is placed at the center of a bound of optical fiber 4 in an outside tube 2, and the other three electrodes 5, 7 are placed at an inner surface adjacent to the outside tube 2 on the probe 1. Electrical responces obtained by stimulating tissue with these electrodes 3, 5, 7 are measured, and the measured electric signals are compared with measured and received radiation, and then compared with known values to discriminate the tissue by the comparison results.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、前癌段階または癌段階
を伴う病変を示す組織、病的な組織、および移行段階に
ある組織を含む異なる組織を識別する方法および装置に
関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for identifying different tissues, including tissues showing lesions associated with pre-cancerous or cancerous stages, pathological tissues, and tissues in the transition stage.

【0002】異なる組織タイプの識別は、組織の物理特
性の1組の測定を介して行われる。本発明は、詳細に
は、表皮、および体内への直接アクセスを可能にする内
視鏡などの手段によって検査できるものを含む異なるタ
イプの組織の識別に関する。本発明の特定の応用は、子
宮頸の検査に関する。
Identification of different tissue types is done through a set of measurements of the physical properties of the tissue. The invention relates in particular to the identification of different types of tissue, including the epidermis and what can be examined by such means as an endoscope to allow direct access to the body. A particular application of the invention relates to cervical examination.

【0003】[0003]

【従来の技術】前癌または癌の病変を示す組織を早期に
検出することは、治療を成功させるうえで重要である。
現在使用されている検出技法は、不正確であり、操作者
が誤りを犯しがちであると共に、時間がかかる。この好
例は、子宮頸癌用のPapスミアである。進行癌の病変
を検出するためにも使用できるX線診断は、放射線の被
曝による悪影響を与える恐れがある。
2. Description of the Related Art Early detection of tissues showing precancerous or cancerous lesions is important for successful treatment.
The detection techniques currently used are inaccurate, error prone to operators and time consuming. A good example of this is the Pap smear for cervical cancer. X-ray diagnostics, which can also be used to detect advanced cancer lesions, can be adversely affected by radiation exposure.

【0004】Papスミア試験によってもたらされる正
の結果は一般に、子宮頸を拡大して観察できるようにす
るコルポスコ−プを使用する視覚的検査によるものであ
る。子宮頸の疑わしい領域が、熟練した医師によって評
価され、医師は次いで、観察した組織について主観的な
判断を下す。子宮頸には多数の組織タイプがあり、その
いくつかは、視覚的特性および組織的特性を含め、臨床
診断を非常に難しくし、かつ誤らせる、類似の外観を示
す。
The positive results produced by the Pap smear test are generally due to a visual examination using a colposcop which allows a magnified view of the cervix. The suspicious area of the cervix is evaluated by a trained physician who then makes a subjective judgment about the tissue observed. There are numerous tissue types in the cervix, some of which exhibit similar appearance, including visual and histological properties, which make clinical diagnosis very difficult and misleading.

【0005】類似の主観的評価は、たとえば悪性黒色腫
など他の腫瘍性前活動および腫瘍性活動の位置の検出お
よび治療において重要な役割を果たしている。
Similar subjective assessments play an important role in the localization and treatment of other preneoplastic and neoplastic activity, eg malignant melanoma.

【0006】組織の物理特性の測定を使用して癌性組織
と非癌性組織を区別しようとして、いくつかの方法およ
び装置が開発されている。皮膚または組織の電気測定が
使用されている。そのような電気測定だけでは、効果的
な診断に必要とされる情報は提供されない。
[0006] Several methods and devices have been developed in an attempt to distinguish between cancerous and non-cancerous tissue using measurements of physical properties of the tissue. Electrical measurements of skin or tissue have been used. Such electrical measurements alone do not provide the information needed for effective diagnosis.

【0007】米国特許第4537203号では、人体の
一部に取り付けられた一対の電極を有する異常細胞検出
装置が開示されている。この特許では、異なる周波数で
の2つの電圧が電極対間に印加される。2つの周波数で
測定されたキャパシタンスは、異常細胞の存在を示す。
US Pat. No. 4,537,203 discloses an abnormal cell detecting device having a pair of electrodes attached to a part of the human body. In this patent, two voltages at different frequencies are applied between a pair of electrodes. Capacitance measured at two frequencies indicates the presence of abnormal cells.

【0008】米国特許第4955383号では、組織中
の病的状態の有無を判定する方法および装置が開示され
ている。この特許では、電極アレイを使用して表皮電位
が測定される。
US Pat. No. 4,955,383 discloses a method and apparatus for determining the presence or absence of pathological conditions in tissue. In this patent, an electrode array is used to measure epidermal potential.

【0009】米国特許第5143079号では、組織中
の腫瘍を検出するための装置が開示されている。この装
置は、人間の組織の誘電率を判定するための手段を含
む。特定の領域のインピーダンスは、組織の誘電率およ
び導電率に依存する。組織に異質な部分があるとインピ
ーダンスの変動が発生する。
US Pat. No. 5,143,079 discloses a device for detecting tumors in tissue. The device includes means for determining the dielectric constant of human tissue. The impedance of a particular area depends on the permittivity and conductivity of the tissue. Impedance fluctuations occur when there are foreign parts in the tissue.

【0010】光学測定によって組織の物理特性を測定す
ることも知られている。たとえば、米国特許第5036
853号に記載された装置は、子宮頸発疹の腫瘍性活動
または腫瘍性前活動の結果として生理学的に変化してい
る疑いのある子宮頸組織を識別するために使用される。
この構成では、誤った測定を避けるには、子宮頸の表面
に対してプローブ装置を正しく位置決めする必要があ
る。この特許に記載された装置は、正しい位置決めを保
証することができない。
It is also known to measure physical properties of tissue by optical measurements. For example, US Pat.
The device described in 853 is used to identify cervical tissue suspected of being physiologically altered as a result of neoplastic or preneoplastic activity of a cervical rash.
In this configuration, the probe device must be properly positioned with respect to the surface of the cervix to avoid false measurements. The device described in this patent cannot guarantee correct positioning.

【0011】上述の構成には多数の欠点がある。具体的
には、各構成は一般に、特定のタイプの癌に使用するよ
うに構成され、かつほとんど同じ条件の下で医師に提供
される。したがって、そのような装置は、子宮頸、皮
膚、結腸など複数の組織タイプおよび癌タイプに効果的
に使用することも、そのような癌が見つかる位置で都合
よく使用することもできない。
The above arrangement has a number of drawbacks. Specifically, each configuration is generally configured for use with a particular type of cancer and is presented to a physician under almost the same conditions. Thus, such devices cannot be effectively used for multiple tissue types and cancer types such as cervical, skin, colon, or conveniently used where such cancers are found.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、体
内または人体の周りの様々な位置での使用を可能にし、
前癌活動および癌活動の存在を含む組織タイプの客観的
識別を迅速に行うことができる、組織タイプ認識方法お
よび装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION One object of the present invention is to enable its use in various locations within or around the human body,
It is an object of the present invention to provide a tissue type recognition method and device capable of rapidly performing objective discrimination of a tissue type including the presence of pre-cancer activity and cancer activity.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の一態様によれ
ば、前癌活動または癌活動を含む病変を示すものを含む
異なる組織タイプを識別するための装置が開示される。
前記装置は、前記組織に面する形状の一端と少なくとも
2つの電磁放射線用経路とを備えるプローブを有し、そ
の電磁放射線用経路は、少なくとも一つが前記一端に至
り、かつ前記一端へ向かう第1の方向へ電磁放射線を運
ぶように構成され、少なくとも他の一つが、前記一端か
ら遠ざかり、前記一端から遠ざかる第2の方向へ前記電
磁放射線を運ぶように構成されていて、前記少なくとも
1つの第1方向の経路に沿って、前記電磁放射線を第1
の波長で送り、あるいは第1の波長に関連付けて送るた
めに前記少なくとも1つの第1方向経路に接続された第
1の電磁ジェネレータ手段と、前記少なくとも1つの第
1方向の経路に沿って前記電磁放射線を、前記第1の波
長と異なる第2の波長で送るために前記少なくとも1つ
の第1方向の経路に接続された第2の電磁ジェネレータ
手段と、前記組織によって後方散乱された前記第1およ
び第2の波長の前記放射線を受け取るために前記少なく
とも1つの第2方向の経路に接続された受取り手段と、
電気信号を前記組織に加える少なくとも1つの電極手段
と、前記組織から得られた電気応答を測定するための電
気測定手段と、測定された電気信号と測定され受け取ら
れた放射線を比較し、それらを既知の値と比較し、それ
によって組織タイプを識別する比較手段とを備える。
SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with one aspect of the present invention, an apparatus is disclosed for identifying different tissue types, including those exhibiting precancerous or lesions containing cancerous activity.
The apparatus includes a probe having one end having a shape facing the tissue and at least two paths for electromagnetic radiation, at least one of the paths for electromagnetic radiation reaching the one end and heading toward the one end. And at least one other is configured to carry the electromagnetic radiation in a second direction away from the one end and away from the one end, the at least one first First along said directional path, said electromagnetic radiation
A first electromagnetic generator means connected to said at least one first direction path for transmitting at a wavelength of, or associated with a first wavelength, and said electromagnetic along said at least one first direction path. Second electromagnetic generator means connected to the at least one first directional path for delivering radiation at a second wavelength different from the first wavelength; and the first and backscattered backscattered by the tissue. Receiving means connected to said at least one second direction path for receiving said radiation of a second wavelength;
At least one electrode means for applying an electrical signal to the tissue, an electrical measuring means for measuring the electrical response obtained from the tissue, and comparing the measured electrical signal with the measured and received radiation and comparing them Comparison means for comparing with a known value and thereby identifying the tissue type.

【0014】「波長」の語が電磁放射線の源に関して使
用される場合、そのような源のスペクトル帯域幅は有限
であることに留意されたい。
It should be noted that when the term "wavelength" is used with respect to a source of electromagnetic radiation, the spectral bandwidth of such source is finite.

【0015】本発明の他の態様によれば、前癌活動また
は癌活動の結果として生理学的に変化している疑いのあ
る組織を識別する方法が開示される。前記方法は、第1
の波長の電磁放射線で前記組織を照射するステップと、
前記第1の波長と異なる第2の波長の電磁放射線で前記
組織を照射するステップと、前記組織によって後方散乱
された前記第1および第2の波長の放射線を受け取るス
テップと、電気信号を前記組織に供給し、その結果得ら
れる組織の電気応答を測定するステップと、前記受け取
られた放射線および電気応答信号の数学的変換を行い、
正常組織タイプおよび異常組織タイプの主な特徴の一覧
表と前記数学的変換の結果とを比較することによって前
記組織の状態を識別するステップとを含む。後方散乱さ
れる放射線が、反射された放射線を含むことに留意され
たい。
In accordance with another aspect of the present invention, a method of identifying tissue suspected of being physiologically altered as a result of precancerous or cancerous activity is disclosed. The method is
Irradiating the tissue with electromagnetic radiation of wavelength
Irradiating the tissue with electromagnetic radiation of a second wavelength different from the first wavelength, receiving radiation of the first and second wavelengths backscattered by the tissue, and applying an electrical signal to the tissue. And measuring the resulting electrical response of the tissue, and mathematically transforming the received radiation and electrical response signals,
Identifying the condition of the tissue by comparing a list of the main features of normal and abnormal tissue types with the result of the mathematical transformation. Note that backscattered radiation includes reflected radiation.

【0016】本発明の他の態様によれば、前癌活動また
は癌活動の結果として生理学的に変化している疑いのあ
る組織を識別する方法が開示される。前記方法は、
(a)複数の異なる刺激に組織を従わせるステップと、
(b)各刺激に対応する組織の応答を検出するステップ
と、(c)各応答を組み合わせて処理して、組織を範疇
分けするステップと、(d)予期される組織タイプの既
知の一覧表と組織の範疇分けを比較して組織を識別する
ステップとを含む。
In accordance with another aspect of the invention, a method of identifying tissue suspected of being physiologically altered as a result of pre-cancerous or cancerous activity is disclosed. The method is
(A) subjecting the tissue to a plurality of different stimuli;
(B) detecting a tissue response corresponding to each stimulus, (c) combining and processing each response to categorize the tissue, and (d) a known list of expected tissue types. And comparing the categories of the organization to identify the organization.

【0017】本発明の他の実施態様によれば、前癌活動
または癌活動の結果として生理学的に変化している疑い
のある組織を識別するための装置が開示される。前記装
置は、組織に当たり、あるいは接触して、複数の異なる
刺激で組織を刺激するように構成された複数のエネルギ
ー源と、それぞれのまたは複数の前記刺激に対する前記
組織の応答を検出し、かつ前記応答を制御装置に結合す
るように構成された検出器とを備え、前記制御装置は、
前記組織を範疇分けするために前記応答を組み合わせて
処理するように構成されたプロセッサ装置と、予期され
る組織タイプの一覧表を備えるメモリ装置と、前記組織
を識別するために、前記一覧表から得た前記予期される
組織タイプと前記組織の範疇分けを比較する比較装置
と、識別された組織タイプまたはその確率を前記装置の
ユーザに示すための指示装置とを備える。
According to another embodiment of the present invention, an apparatus for identifying tissue suspected of being physiologically altered as a result of precancerous or cancerous activity is disclosed. The apparatus detects a plurality of energy sources configured to strike or contact tissue with a plurality of different stimuli and a response of the tissue to each or more of the stimuli, and A detector configured to couple the response to a controller, the controller comprising:
A processor unit configured to process the responses in combination to categorize the organization; a memory unit comprising a list of expected tissue types; and a list from the list for identifying the organization. A comparison device is provided to compare the expected tissue type with the categorization of the tissue, and an indicating device for indicating the identified tissue type or its probability to the user of the device.

【0018】[0018]

【実施例】光学検知による癌検出は、一般的にセンサ・
アレイ上への問題の組織領域を結像させる。そのような
技法は多数の制限を課す。第1に、癌検出にとっては、
組織からの表面反射よりも組織およびその周辺の透過お
よび散乱の方が重要であるのに、光学結像センサは主と
して表面反射に応答する。第2に、検知された像は通
常、表面反射率、放射率、鏡面反射、表面流体、周辺光
など組織表面の干渉特性によって大きな影響を受ける。
第3に、センサ・アレイの各画素によって受け取られた
光学信号は一般に、赤緑青(RGB)カメラ・システム
と同様にごく少数の波長領域にスペクトル分解される。
第4に、電気測定、磁気測定、または音響測定を組織の
投影された各画素に同時に行うことはできない。ある領
域の組織タイプを識別するには、本発明者が発見したよ
うに、そのような測定を光学情報と組み合わせることが
最も重要であることがある。また、対象領域は必ずし
も、カメラなどの結像システムによって照明し検知する
のに十分にアクセス可能であるとは限らない。
[Example] Cancer detection by optical detection is generally performed by a sensor
Image the tissue region of interest onto the array. Such techniques impose a number of restrictions. First, for cancer detection,
Optical transmission sensors are primarily responsive to surface reflections, although transmission and scattering in and around the tissue is more important than surface reflections from the tissue. Second, the sensed image is usually greatly affected by the interference properties of the tissue surface such as surface reflectance, emissivity, specular reflection, surface fluid, ambient light.
Third, the optical signal received by each pixel of the sensor array is generally spectrally decomposed into a very small number of wavelength regions, similar to a Red Green Blue (RGB) camera system.
Fourth, electrical, magnetic, or acoustic measurements cannot be made on each projected pixel of tissue at the same time. It may be of utmost importance to combine such measurements with optical information, as we have discovered, to identify the tissue type of an area. Also, the area of interest is not always sufficiently accessible to be illuminated and detected by an imaging system such as a camera.

【0019】裸眼または結像システムによって組織を見
るとき、像として観測されるものは組織の微細な各領域
によって反射される照明光である。これは主として、表
面反射光を表し、表面上で支配的な流体、表面に存在す
る酸化剤またはその他の薬品あるいはpH現象、表面温
度、照明のタイプおよび角度によって、支配されないに
しても、大きな影響を受けることがある。したがって、
表面またはその近くにある細胞または組織からの光は、
一般に、わずかに深いところにある細胞または組織から
の光と比べると、癌または前癌に関する識別情報が少な
い。しかし、内部からの光は主として表面反射によって
視覚的にあいまいになる。したがって、信号としてのこ
のようなより深い細胞の光学特性にアクセスし、同時に
表面細胞からの反射をなくするシステムが極めて望まし
い。そのような識別を行うために本明細書で説明する実
施例で使用される手段は、照射される組織の領域と、放
射線が検査される組織の領域との「制御された空間分離
および光学分離」である。
When viewing tissue with the naked eye or with an imaging system, what is seen as an image is the illumination light reflected by each fine region of tissue. It mainly represents the surface reflected light and has a large, if not a dominant effect, by the dominant fluid on the surface, the oxidant or other chemicals present on the surface or the pH phenomenon, the surface temperature, the type and angle of illumination. May receive a. Therefore,
Light from cells or tissues at or near the surface
In general, there is less identifying information about cancer or precancer compared to light from cells or tissues that are slightly deeper. However, light from the inside is visually obscured primarily by surface reflections. Therefore, a system that accesses the optical properties of such deeper cells as a signal while eliminating reflections from surface cells is highly desirable. The means used in the embodiments described herein to make such an identification include "controlled spatial and optical separation of the area of tissue being irradiated and the area of tissue being examined for radiation. It is.

【0020】裸眼または従来型の光学結像システムで観
察するうえで、前述の組織の各「画素」の局所移動特性
を観測するプロセスに匹敵するものはない。これは、最
終効果が表面反射よりも優れた組織識別を可能にするも
のである、透過と吸収と散乱と逆反射の間の複雑な力学
の結果である。このプロセスは、本明細書では後方散乱
と呼ばれ、以下で説明する好ましい実施例で使用される
基本機構を構成する。
There is no comparable process for observing with the naked eye or conventional optical imaging systems the local migration characteristics of each "pixel" of tissue as described above. This is a result of complex mechanics between transmission, absorption, scattering and retroreflection, where the final effect allows for better tissue discrimination than surface reflection. This process, referred to herein as backscattering, constitutes the basic mechanism used in the preferred embodiment described below.

【0021】後方散乱能力が測定された近接する領域全
体から得た情報は、光学像として再構築される(すなわ
ち、測定を行ったときと同じ空間順序で再構築される)
と、後方散乱された値の「像」を再構築表面上に形成す
る。そのような像は、本明細書では「後方散乱像」と呼
ばれ、ある領域における細胞タイプおよび組織タイプを
識別するために有用なマッピングを可能にする。本発明
の一実施例は、そのような後方散乱像を作成するための
手段を提供する。また、像の各画素の組織の局所的に支
配的な誘電特性およびインピーダンス特性に関する電気
測定データを含めると、多次元結像機構が提供される。
本明細書で説明する後方散乱結像機構は、各画素領域で
の電気パラメータ、磁気パラメータ、音響パラメータ、
超音波パラメータ、熱パラメータ、光学パラメータなど
の物理パラメータのうちのどれか1つまたは複数を測定
する概念を含む。したがって、後方散乱像は、複数のエ
ネルギー・タイプおよび物理機構の各画素領域での特徴
付けを含むことができる。
The information obtained from all of the adjacent regions where the backscattering power was measured is reconstructed as an optical image (ie reconstructed in the same spatial order in which the measurements were made).
And forms an "image" of the backscattered values on the reconstructed surface. Such images are referred to herein as "backscatter images" and allow mappings useful for identifying cell and tissue types in an area. One embodiment of the invention provides a means for producing such a backscatter image. Also, the inclusion of electrical measurement data regarding locally dominant dielectric and impedance properties of the tissue of each pixel of the image provides a multi-dimensional imaging mechanism.
The backscatter imaging mechanism described herein includes electrical, magnetic, and acoustic parameters for each pixel region.
It includes the concept of measuring any one or more of physical parameters such as ultrasonic parameters, thermal parameters, optical parameters. Therefore, the backscatter image can include characterizations of multiple energy types and physical features at each pixel region.

【0022】したがって、後方散乱像は、複数のエネル
ギー・タイプおよび物理機構の各画素領域での特徴付け
を含むことができる。後方散乱信号変数は主として刺激
/受信転送性のものであるが、システムに含められる、
各画素領域での自己特性(支配的な温度や静電位など)
の測定は、本明細書では後方散乱像の定義内に含まれ
る。
Thus, the backscatter image can include a characterization of multiple energy types and physical features at each pixel region. The backscatter signal variables are primarily stimulus / receive transfer, but are included in the system,
Self-characteristics in each pixel area (such as dominant temperature and electrostatic potential)
Is included within the definition of backscatter image herein.

【0023】癌検出では、偽負結果ゼロの達成に近づく
ことが特に重要なので、多数の細胞タイプを判定するた
めにできるだけ多くの独立ディスクリミネータ(識別
子)を使用することが望ましいことが多い。たとえば、
独立刺激/受信エネルギー形態(たとえば、磁気)を含
む所与の機構が多数の細胞タイプの区別に対して1%の
追加統計寄与率しか与えず、使用される他のエネルギー
形態(たとえば、光学エネルギーおよび電気エネルギ
ー)の和効果が、統計的に98%の精度の区別を可能に
するものである場合、1%の磁気寄与率を複合追加する
ことよって、[100%ないし98%]=2%から[1
00%ないし99%]=1%へシステムの不正確さを半
分にすることができる(光学エネルギー、電気エネルギ
ー、および磁気エネルギーの場合)。したがって、見か
け上は低い統計識別機能の寄与によって、システム全体
の性能を大幅に向上することができ、おそらく、このエ
ネルギー形態をシステムに含めることが保証される。こ
のため、多数の異なるエネルギー形態および機構を伴う
複数の測定は(実施するのがやっかいであり、超小型化
技法を必要とする1つの小型プローブに組み込むのが難
しいが)、好ましい実施例の望ましい特徴を表す。
Since it is particularly important in cancer detection to approach zero false negative results, it is often desirable to use as many independent discriminators (identifiers) as possible to determine a large number of cell types. For example,
A given mechanism involving independent stimulus / received energy forms (eg, magnetic) provides only 1% additional statistical contribution to the discrimination of many cell types, while other energy forms used (eg, optical energy). And the sum of electrical energy) allows a statistical accuracy of 98% to be distinguished, by adding a magnetic contribution of 1%, [100% to 98%] = 2% From [1
The system inaccuracy can be halved (00% to 99%] = 1% (for optical, electrical and magnetic energies). Thus, the contribution of the apparently low statistical discriminant function can greatly improve the performance of the overall system, possibly ensuring that this energy form is included in the system. For this reason, multiple measurements involving a number of different energy forms and mechanisms (although cumbersome to implement and difficult to incorporate into a single miniature probe that requires microminiaturization techniques) are desirable for the preferred embodiment. Represents a feature.

【0024】したがって、組織の表面にアクセスできる
ようにし、上記で論じた制限のいくつかまたはすべてを
回避することができる適切に構成されたプローブを使用
することが望ましい。物理プローブによって進入する領
域の近くでの癌検出の場合、実質的な視覚的フィードバ
ックを可能にし、かつ臨床医が最もうまく位置決めでき
るようにしながら、組織表面にアクセスすることが重要
である。したがって、プローブが使用される実施例は、
可視性を最大にしてあいまいさを最小限に抑え、同時に
対象組織の輪郭をたどるようにセンサを刺激できるよう
に構成すべきである。表面の近くで組織タイプを判定す
る精度は、そのような機能に極めて依存する。厳密な測
定を行うには、表面方向への配向の制御、表面に対する
加圧、およびバックグラウンド・ライト、流体、寄生電
磁振動、寄生機械振動など不要な器具雑音源の除去が重
要である。
Therefore, it is desirable to use a properly configured probe that allows access to the surface of the tissue and avoids some or all of the limitations discussed above. For cancer detection near the area entered by the physical probe, it is important to access the tissue surface while allowing substantial visual feedback and allowing the clinician the best positioning. Therefore, an example in which the probe is used is
It should be configured to maximize visibility and minimize ambiguity while at the same time stimulating the sensor to follow the contours of the tissue of interest. The accuracy of determining tissue type near the surface is highly dependent on such function. Controlling orientation toward the surface, pressurizing against the surface, and eliminating unwanted instrument noise sources such as background lights, fluids, parasitic electromagnetic vibrations, and parasitic mechanical vibrations are important for making precise measurements.

【0025】さらに、刺激が、電気によるものであれ、
光学的なものであれ、音響によるものであれ、磁気によ
るものであれ、熱によるものであれ、超音波によるもの
であれ、測定精度に対するこれらの制限は、組織表面と
の間で刺激エネルギーを運ぶために使用される方法と相
互に依存する。
Further, whether the stimulus is electric,
Whether optical, acoustic, magnetic, thermal, or ultrasonic, these limitations on measurement accuracy carry the stimulation energy to and from the tissue surface. It is interdependent with the method used to.

【0026】本明細書で説明する実施例の結像プローブ
では、各当該空間領域に関する決定が単一の読取り値で
はなく複数のN個の読取り値に基づくものになるよう
に、前記領域に関するデータを集合的に累積することが
好ましい。そのようなサンプリング・プロセスでは、統
計精度が√Nに比例して向上する。また、結像システム
を介して導くことができるコンピュータ画面上のピクチ
ャに類似している、対象領域における各細胞タイプまた
は組織タイプの結果的に得られる「ピクチャ」を確認で
きると好都合である。
In the imaging probe of the embodiments described herein, the data for each such spatial region is such that the decision for each spatial region is based on multiple N readings rather than a single reading. Are preferably cumulatively accumulated. With such a sampling process, the statistical accuracy improves in proportion to √N. It would also be convenient to be able to see the resulting “picture” of each cell or tissue type in the region of interest, which is similar to the pictures on the computer screen that can be guided through the imaging system.

【0027】したがって、物理変数を測定する前癌・癌
検出システムの設計では、それぞれ関与する応用例に対
処するように特定的に構成された、複数のプローブ・タ
イプに適応するデータ収集システムを有することが妥当
である。したがって、プローブは交換時に、自動較正と
相互交換可能であるべきである。また、実行中の試験を
無効化する恐れがある誤用、誤配置、あるいは不適当ま
たは支配的な条件を読み取るフィードバックを、試験を
行う臨床医に提供することも重要である。
Thus, the design of a pre-cancer / cancer detection system that measures physical variables has a data acquisition system adapted to multiple probe types that is specifically configured to address the applications involved. Is reasonable. Therefore, the probe should be interchangeable with the automatic calibration upon replacement. It is also important to provide the clinician conducting the test with feedback to read misuse, misplacement, or inappropriate or prevailing conditions that could invalidate the test in progress.

【0028】そのような情報は、検知プローブが癌組織
または前癌組織に瞬間的に近接したことに関する他の警
告アラームと共に、容易にあるいはただちに利用可能で
あるべきである。使用中に、臨床医は、当該組織領域上
へのプローブの操作に没頭しがちであり、したがって、
コンピュータ画面や、他の従来型ディスプレイや指示装
置(以下インディケータともいう)に注意を集中するこ
とができない。したがって、適当なリアルタイム・フィ
ードバックを臨床医の操作者に提供し、同時に重要な測
定データを記憶する構成は、癌測定器具の関連要素であ
る。
Such information should be readily or immediately available, along with other warning alarms regarding the instantaneous proximity of the sensing probe to cancerous or pre-cancerous tissue. During use, the clinician tends to be immersed in manipulating the probe onto the tissue area of interest, thus
You cannot focus your attention on the computer screen, other conventional displays or pointing devices (hereinafter also called indicators). Therefore, a configuration that provides appropriate real-time feedback to the clinician's operator while at the same time storing important measurement data is a relevant element of cancer measuring instruments.

【0029】プローブは通常、変動しやすい光学特性お
よび電気特性を有する流体を含む環境で使用されるの
で、この変動性に対処するように透過、送受信センサ、
および電気性能を較正することはさらに難しい。光学測
定は、表面反射ではなく人体による材料の透過、吸収、
後方散乱に基づくものであることが望ましい。較正用の
反射率基準に垂直にプローブ先端を置くと、主としてこ
の基準の表面反射反射率のために応答が発生する。その
ような較正では、放射/受信率は、反射率基準からプロ
ーブ面までの距離に対して単調なものではなく、その距
離に極めて依存する。したがって、この較正プロセスで
実際の測定の条件をシミュレートすることは難しい問題
である。
Since probes are typically used in environments containing fluids that have variable optical and electrical properties, transmissive, transmit and receive sensors, to address this variability,
And calibrating electrical performance is more difficult. Optical measurement is not the surface reflection but the transmission, absorption of the material by the human body,
It is preferably based on backscattering. Placing the probe tip perpendicular to the reflectance standard for calibration produces a response primarily due to the surface reflectance of this reference. In such a calibration, the emission / reception rate is not monotonic with the distance from the reflectance reference to the probe plane, but is very dependent on that distance. Therefore, simulating the actual measurement conditions in this calibration process is a difficult problem.

【0030】操作者によって扱われ、組織表面に間欠的
に接触し、室温と組織の温度の差のために温度が変化す
るプローブでは、半導体およびその他の構成要素が使用
される。特に、プローブ面に半導体接合部を備えた構成
要素の場合、性能が変動すると、温度変化の重大な結果
がもたらされることがある。したがって、測定を行って
いる間、そのような構成要素が有する瞬間温度をデータ
処理システムが補償することが望ましい。
Semiconductors and other components are used in probes that are manipulated by the operator and are in intermittent contact with the tissue surface and change in temperature due to the difference between room temperature and tissue temperature. Especially for components with semiconductor junctions on the probe face, variations in performance can have serious consequences for temperature changes. Therefore, it is desirable for the data processing system to compensate for the instantaneous temperature of such components while making measurements.

【0031】現在の所、通常組織タイプと前癌組織タイ
プと癌組織タイプの間の物理的に測定可能な差異をもた
らす基礎機構は、現象学モデルの観点からしか理解され
ていない。任意のタイプの癌について、各判別パラメー
タの有意性を厳密に予測することはできない。その結
果、そのような癌検出器具を較正するプロセスは、使用
される識別アルゴリズムと、そのアルゴリズムの基礎と
なる基本測定とに直接、相互連結される。これは、設計
アルゴリズムを真に最適化できるのは、適当な形状、効
率、および(たとえば)電子光学性能の安定でかつ繰返
し可能なプローブ設計を使用して、癌およびその前癌状
態に関する確実に正確なデータを収集するときだけであ
ることを意味する。したがって、連続反復を介してアル
ゴリズムを最適化するための手段と、様々な実施例によ
って得られる結果を達成するための手段は、較正プロセ
スの一部になる。
At present, the underlying mechanisms leading to physically measurable differences between normal and pre-cancerous and cancerous tissue types are only understood in terms of phenomenological models. The significance of each discriminant parameter cannot be exactly predicted for any type of cancer. As a result, the process of calibrating such a cancer detection instrument is directly interconnected to the identification algorithm used and the underlying measurements underlying the algorithm. This ensures that the design algorithm can be truly optimized by using a stable and repeatable probe design with appropriate shape, efficiency, and (for example) electro-optic performance to ensure that it is relevant for cancer and its pre-cancerous state. It means only when collecting accurate data. Therefore, the means for optimizing the algorithm through successive iterations and the means for achieving the results obtained by the various embodiments are part of the calibration process.

【0032】1つまたは複数の電極を使用して、組織タ
イプの識別に使用できる多数のディスクリミナント(判
別子)を提供することができる。単一の電極を使用する
とき、患者は、体の他の部分と何らかの形で接触するこ
とによって接地される。たとえば、心電計(ECG)読
取りで使用される電極を使用し、あるいは一方の手を食
塩水に浸し、または電子機器作業員のように導電性リス
ト・バンドを一方の手に着用する。複数の電極を使用す
ることによって、それらの相対読取り値を追加的に使用
して、他の測定を確立することができる。たとえば、光
学測定は、組織表面に接触して適切に置かれた光学トラ
ンスデューサを介してうまく確立される。対称的に位置
する電極から得た読取り値の非対称性は、組織表面に対
するプローブ先端の非対称性を示す。
One or more electrodes can be used to provide multiple discriminants that can be used to identify tissue type. When using a single electrode, the patient is grounded by some form of contact with other parts of the body. For example, using the electrodes used in electrocardiograph (ECG) readings, or soaking one hand in saline, or wearing a conductive wrist band on one hand, such as an electronics worker. By using multiple electrodes, their relative readings can additionally be used to establish other measurements. For example, optical measurements are successfully established via optical transducers that are properly placed in contact with the tissue surface. The asymmetry of the readings taken from symmetrically located electrodes indicates the asymmetry of the probe tip with respect to the tissue surface.

【0033】電極は、先端を切った絶縁ワイヤを使用す
ることによって得られる前記絶縁体の面で覆われた金属
製円板の形をとることができる。電極は、円、楕円、正
方形、長方形、三角形、円のセグメントまたは環のセグ
メントを含むことができる多数の形状のうちのどれか1
つをとることができ、電極の配向は、検査中の組織部分
の重心に対称的あっても、非対称的であってもよい。
The electrodes may take the form of a metal disc covered by the surface of said insulator obtained by using a truncated insulated wire. The electrode is one of a number of shapes that can include a circle, an ellipse, a square, a rectangle, a triangle, a segment of a circle or a segment of a ring 1
The orientation of the electrodes can be symmetrical or asymmetric about the center of gravity of the tissue portion under examination.

【0034】電極表面自体は金属でも非金属でもよい。
たとえば、電極は、チタン上に結合されたシリコン、炭
素、または二酸化チタンなどの半導体で構成することが
できる。
The electrode surface itself may be metallic or non-metallic.
For example, the electrodes can be composed of a semiconductor such as silicon, carbon, or titanium dioxide bonded onto titanium.

【0035】電極は、塩橋によって組織に結合された電
解槽(たとえば、銀/塩化銀や水銀/塩化第一水銀)で
構成することもできる。ゲルまたはスポンジまたは細孔
栓を含む電解質の形の塩橋を金属電極と共に使用するこ
ともできる。
The electrodes can also consist of an electrolytic cell (eg silver / silver chloride or mercury / mercuric chloride) which is bound to the tissue by a salt bridge. A salt bridge in the form of an electrolyte containing a gel or sponge or pore plug can also be used with a metal electrode.

【0036】電極を使用して、以下のものなど多数の電
気特性を測定することができる。導電率。一連の周波数
で正弦波電圧を電極に印加したときに流れる同相電流を
求める。 一連の周波数でのシステムの複合インピーダンス 電圧を印加したときの組織上の電極への電流。電流は、
その時間成分または周波数成分によって分析することが
できる(たとえば、フーリエ分析)。時間分析は、電流
対時間曲線の形状によるものでも、その曲線の等式中の
パラメータによるものでも、等価電気回路中の構成要素
の値によるものでもよい。電圧パルスの電極への印加を
停止した後の組織からの電流。分析は、上述のように、
時間的なものでも、周波数に関係するものでもよい。除
去される前に、このシステムが平衡状態に達するのに十
分な時間の間一定に維持された印加電圧のステップ除去
の後の引込み電流のない電圧減衰(非常に高いインピー
ダンスへの電圧減衰)
The electrodes can be used to measure a number of electrical properties such as: conductivity. The common-mode current that flows when a sinusoidal voltage is applied to the electrodes at a series of frequencies is determined. The complex impedance of the system at a range of frequencies The current to the electrodes on the tissue when a voltage is applied. The current is
It can be analyzed by its time or frequency components (eg Fourier analysis). The time analysis may be by the shape of the current versus time curve, by the parameters in the equation of that curve, or by the values of the components in the equivalent electrical circuit. The current from the tissue after the application of voltage pulses to the electrodes is stopped. The analysis, as described above,
It may be temporal or frequency related. Voltage decay without shunt current (step-down to very high impedance) after step removal of applied voltage that was held constant for a time sufficient for the system to reach equilibrium before being eliminated.

【0037】上記測定を実行するために使用される電子
回路は、ハード配線しても、コンピュータによるソフト
ウェア制御下においてもよい。後者の場合、実行する測
定のタイプは、前の測定の結果に応じて変更することが
できる。
The electronic circuits used to perform the above measurements may be hard-wired or under software control by a computer. In the latter case, the type of measurement performed may change depending on the results of the previous measurement.

【0038】この機能は、電気的読取り値、光学的読取
り値、またはその他の読取り値が信頼できるものになる
ようにプローブを組織上に正確に置けるようにするため
に重要である。プローブ配向が受け入れられる範囲外で
ある場合、データを拒否すべきである。ソフトウェアの
ニーズを満たすように様々な電極構成および信号分析回
路を選択することができる。組織のタイプによっては、
コンピュータが、標準測定方式を使用する明瞭な診断を
行えるようにできないことがある。その場合、ソフトウ
ェアその他によって回路を変更し、補足判定を行うこと
ができる。
This feature is important to allow the probe to be accurately placed on the tissue so that the electrical, optical or other reading is reliable. If the probe orientation is outside the acceptable range, then the data should be rejected. Various electrode configurations and signal analysis circuits can be selected to meet software needs. Depending on the type of organization,
The computer may not be able to make a clear diagnosis using standard measurement methods. In that case, the circuit can be changed by software or the like to make a supplementary determination.

【0039】プローブは、反射鏡、または検査中の組織
の妨害されない眺めを臨床医に提供するその他の支援器
具を使用して、人体の表面を横切って操作することも、
あるいは体内で操作することもできるようにすべきであ
る。特にデータ・サンプリングの任意選択のビデオ録画
を行う場合、ハイ・レベルの照明を可能にするのに十分
な透き間もあるべきである。多数の内部応用例では、プ
ローブが応答できるようにすべきである領域の寸法は直
径が2mm程度でよい。したがって、プローブの解像度は
その寸法の前癌組織を解像するのに十分なものでなけれ
ばならない。
The probe may also be manipulated across the surface of the human body using a reflector or other assistive device that provides the clinician with an unobstructed view of the tissue under examination,
Alternatively, it should be possible to operate it in the body. There should also be sufficient gaps to allow for high levels of illumination, especially when making optional video recordings of data sampling. For many internal applications, the dimensions of the area where the probe should be able to respond may be as small as 2 mm in diameter. Therefore, the resolution of the probe must be sufficient to resolve pre-cancerous tissue of that size.

【0040】前癌組織検出および癌組織検出を行ううえ
で有用な様々な好ましい基準について述べたので、次
に、多数の特定の実施例を説明することができる。
Having described various preferred criteria useful in performing pre-cancerous and cancerous tissue detection, a number of specific examples can now be described.

【0041】図1は、カップリング8を介してプローブ
1自体に接続されたケーブル9を介して制御装置20に
結合されたプローブ1を含む前癌組織および癌組織を検
出するための装置を示す。この実施例中のプローブ1
は、子宮頸部癌を検出するために使用され、図1はさら
に、プローブ1の先端を露出するために患者の膣31の
壁を開くために使用される検鏡30を示す。子宮頸32
は、子宮34への経路を形成する産道33の終端であ
る。プローブ1は、子宮頸32の組織を刺激し、かつ制
御装置20で処理できる刺激に対する応答を得るため
に、子宮頸32の表面全体を移動できる。
FIG. 1 shows a device for detecting pre-cancerous and cancerous tissue comprising probe 1 coupled to a control device 20 via a cable 9 connected to the probe 1 itself via a coupling 8. . Probe 1 in this example
Is used to detect cervical cancer and FIG. 1 further shows a speculum 30 used to open the wall of the patient's vagina 31 to expose the tip of the probe 1. Cervix 32
Is the end of the birth canal 33 that forms the path to the uterus 34. The probe 1 is capable of stimulating the tissue of the cervix 32 and moving across the surface of the cervix 32 in order to obtain a response to the stimulus that can be processed by the controller 20.

【0042】図2に示したように、プローブ1は電気絶
縁および機械強度の役を果たす外部チューブ2を含む。
チューブ2内には、光ファイバ4の束の中心に位置決め
された電気ワイヤの平坦な端部の形の第1の電極3が位
置している。他の3つの電極5、6、7は、外部チュー
ブ2の内部表面に隣接し、かつ接合するように位置決め
された円筒形金属製チューブの一部を構成する形状であ
る。
As shown in FIG. 2, the probe 1 comprises an outer tube 2 which serves for electrical insulation and mechanical strength.
Within the tube 2 is located a first electrode 3 in the form of a flat end of an electric wire positioned in the center of a bundle of optical fibers 4. The other three electrodes 5, 6, 7 are shaped adjacent to the inner surface of the outer tube 2 and form part of a cylindrical metal tube positioned to join.

【0043】図1の構成において有用な第2の実施例2
のプローブ10を図3に示す。プローブ10のこの実施
例は、電極5、6、7とは異なる形状を有する3つの電
極15、16、17だけを使用して実現される、より小
型の設計を示す。電極15、16、17の形状によっ
て、電気測定および光学測定は組織の同じ領域上で行わ
れる。電極15、16、17は外部チューブ12に隣接
し、かつ接合し、3本の光ファイバ14の束が電極の間
に位置決めされている。
A second embodiment 2 useful in the configuration of FIG.
Probe 10 is shown in FIG. This embodiment of the probe 10 shows a smaller design, which is realized using only three electrodes 15, 16, 17 having a different shape than the electrodes 5, 6, 7. Due to the shape of the electrodes 15, 16, 17 electrical and optical measurements are made on the same area of tissue. The electrodes 15, 16, 17 are adjacent to and joined to the outer tube 12, with a bundle of three optical fibers 14 positioned between the electrodes.

【0044】第1の実施例のプローブ1を使用して、中
央の第1の電極3と他の電極5、6、7の間で最初の電
気測定を3回行う。これらの測定の結果を比較し、結果
が大きく異なる場合は、プローブ1の先端が組織に一様
に接触していないことを示すので測定値を破棄する。
Using the probe 1 of the first embodiment, three initial electrical measurements are made between the central first electrode 3 and the other electrodes 5, 6, 7. The results of these measurements are compared, and if the results are significantly different, it indicates that the tip of the probe 1 is not in uniform contact with the tissue, so the measurement values are discarded.

【0045】好ましい実施例では、雑音と、測定された
信号間の相互干渉とを低減する方法として、光学特性と
電気特性の両方にパルス測定が使用される。このため、
図4および5に関して説明するように、本発明の例は電
気パルスのシーケンスの使用を含む。
In the preferred embodiment, pulse measurements are used for both optical and electrical properties as a way to reduce noise and mutual interference between measured signals. For this reason,
As described with respect to FIGS. 4 and 5, examples of the invention include the use of a sequence of electrical pulses.

【0046】図2のプローブ1を使用するための電気パ
ルスのシーケンスのグラフを図4に示す。電極6および
7を遮断して、電極3と電極5の間に電圧パルスU35
を印加する。このパルスの次に、電極5および7を遮断
して、電極3と電極6の間にパルスU36を印加する。
この次に、電極5および6を切断して、電極3と電極7
の間にパルスU37を印加する。各パルスU35
36、およびU37中およびその直後に、システムが
電気応答を測定し、前記応答は次いで、記憶され比較さ
れる。これについて以下で説明する。結果が大きく異な
る場合は、プローブ1の先端が組織に一様に接触してい
ないことを示すので、その結果を破棄する。多数の読取
り値を取れるようにするために、パルス持続時間および
シーケンス持続時間は比較的短く、ミリ秒のシーケンス
範囲内で通常数十ないし数百マイクロ秒であり、リアル
タイムの有用な情報を提供する。測定値が、プローブ1
の位置決めが正しいことを示す場合、電極を対称的に接
続し、すなわち、電極3と電極5、6、7の間に電圧パ
ルスU3(5、6、7)を印加して第4の測定を実行する。
A graph of a sequence of electrical pulses for using the probe 1 of FIG. 2 is shown in FIG. The electrodes 6 and 7 are cut off and a voltage pulse U 3 , 5 between electrodes 3 and 5 is applied.
Is applied. Following this pulse, electrodes 5 and 7 are shut off and pulses U 3 and 6 are applied between electrodes 3 and 6.
Then, the electrodes 5 and 6 are cut off to separate the electrodes 3 and 7 from each other.
During this period, pulses U 3 and 7 are applied. Each pulse U 3 , 5 ,
During and immediately after U 3 , 6 and U 3 , 7 , the system measures the electrical response, which is then stored and compared. This will be described below. If the result is significantly different, it means that the tip of the probe 1 does not uniformly contact the tissue, and the result is discarded. In order to be able to take multiple readings, the pulse and sequence durations are relatively short, typically tens or hundreds of microseconds within the millisecond sequence range, providing useful real-time information. . Measured value is probe 1
, The electrodes are symmetrically connected, ie a voltage pulse U 3 (5, 6, 7) is applied between electrode 3 and electrodes 5, 6, 7 To execute.

【0047】図5は、図3に示した構成に使用される電
気パルスの類似のシーケンスを示す。この実施例では、
所与の時間での電界の対称性はもはや実現されない。電
極15と接続された電極16および17の間に印加され
るU15(16、17)、電極16と接続された電極17および
15の間に印加されるU16(17、15)、および電極17と
接続された電極15および16の間に印加されるU
17(15、16)の3つの電気パルスを使用する。測定された
応答の相対的な大きさは、プローブの位置決めが正しい
か、それとも誤っているかを示す。
FIG. 5 shows a similar sequence of electrical pulses used in the arrangement shown in FIG. In this example,
The symmetry of the electric field at a given time is no longer realized. U 15 applied between the electrode 15 and connected electrodes 16 and 17 (16,17), U 16 ( 17,15) applied between the electrodes 17 and 15 connected to the electrode 16, and the electrode U applied between electrodes 15 and 16 connected to 17
Three electrical pulses of 17 (15, 16) are used. The relative magnitude of the measured response indicates whether the probe is positioned correctly or incorrectly.

【0048】本発明の他の形では、プローブで1つの電
極を使用するだけでよく、多数の好都合な方法のうちの
どれか1つ、たとえば体のある部分への導電パッドを使
用して皮膚または組織への第2の接続を行うことができ
る。
In another form of the invention, only one electrode needs to be used on the probe and the skin can be removed using any one of a number of convenient methods, for example using a conductive pad to a body part. Or a second connection to the tissue can be made.

【0049】上記実施例のプローブ1および10を使用
して、組織の電気特性を多数の方法で判定することがで
きる。たとえば、上述のように矩形の電気パルスを電極
に加え、パルスに続く電極間の組織との間で流れる時間
的に異なる電流を回路中の電流として、または時間的に
異なる電位差として測定することができる。この時間的
に変化する信号の形状は、組織の電気特性を示す。様々
な周波数の電気信号を使用して組織の電気特性を測定す
ることもできる。測定時に組織に加えられる電圧の大き
さは、測定中の信号が、存在する可能性があるどんな周
囲騒音信号をも上回るものになるほど大きくする必要が
あるが、一般に、患者の不快感をなくすように2Vを超
えてはならない。
The probes 1 and 10 of the above example can be used to determine the electrical properties of tissue in a number of ways. For example, a rectangular electrical pulse can be applied to the electrodes as described above and the temporally different currents flowing between the electrodes and the tissue following the pulse measured as currents in the circuit or as temporally different potential differences. it can. The shape of this time-varying signal is indicative of the electrical properties of the tissue. Electrical signals of various frequencies can also be used to measure electrical properties of tissue. The magnitude of the voltage applied to the tissue during the measurement should be great enough that the signal being measured exceeds any ambient noise signals that may be present, but generally to avoid patient discomfort. Must not exceed 2V.

【0050】組織の光学特性は、紫外線から赤外線まで
の波長範囲にわたって測定することができる。プローブ
1および10中の1本の光ファイバは、電磁放射線を、
1つまたは複数の源から、その放射線が吸収され散乱さ
れる組織の表面へ案内するために使用される。第1のフ
ァイバに隣接しても、あるいは短い距離だけ離れてもよ
い第2のファイバは、放射線を再び、組織から1つまた
は複数の検出器(図示せず)へ案内する。検出器からの
信号の大きさは、組織の光学特性の示す。
The optical properties of tissue can be measured over the wavelength range from ultraviolet to infrared. One optical fiber in the probes 1 and 10 emits electromagnetic radiation,
It is used to guide the radiation from one or more sources to the surface of the tissue where it is absorbed and scattered. A second fiber, which may be adjacent to the first fiber or separated by a short distance, again directs radiation from the tissue to one or more detectors (not shown). The magnitude of the signal from the detector is indicative of the optical properties of the tissue.

【0051】電磁放射線の源は、発光ダイオード(図示
せず)でも、固体レーザ(図示せず)でもよい。いくつ
かの波長をファイバ4、14上で案内することも、ある
いは各波長ごとに別々のファイバ4、14を使用するこ
ともできる。極めて標徴的であることが分かっている波
長には、540nm、650nm、660nm、940
nm、および1300nmがある。
The source of electromagnetic radiation may be a light emitting diode (not shown) or a solid state laser (not shown). Several wavelengths can be guided on the fibers 4, 14 or separate fibers 4, 14 can be used for each wavelength. Wavelengths known to be highly characteristic are 540 nm, 650 nm, 660 nm, 940
nm and 1300 nm.

【0052】制御装置20は、好ましい実施例の装置を
監視することができる図6に示した専用コンピュータ・
システム21を含む。システム21は、プローブ1およ
び10の電極3、5、6、7、15、16、17のそれ
ぞれと、光学放射源(図示せず)に加えられる電気信号
の適当な同時性をアナログ・ブロック23を介して制御
するマイクロプロセッサ・ブロック22を含む。電気検
出器および光学検出器からの信号は、マイクロプロセッ
サ・ブロック22で処理され、ディスプレイ24上にそ
の結果を示すことができ、あるいは前記結果によって、
他の可視インディケータ、可聴指示器、または印刷指示
器を起動することもできる。キーボード25は、コンピ
ュータ・システム21にコマンドを提供するために操作
者によって使用することができる。
The controller 20 is a dedicated computer shown in FIG. 6 which is capable of monitoring the preferred embodiment apparatus.
The system 21 is included. The system 21 provides an analog block 23 for the appropriate synchronization of the electrical signals applied to the electrodes 3, 5, 6, 7, 15, 16, 17 of the probes 1 and 10 and the optical radiation source (not shown). Included is a microprocessor block 22 which is controlled via. The signals from the electrical and optical detectors can be processed in the microprocessor block 22 and the results shown on the display 24, or said results
Other visual indicators, audible indicators, or print indicators can also be activated. The keyboard 25 can be used by an operator to provide commands to the computer system 21.

【0053】コンピュータ・システム21によって収集
されたデータは、処理され、各組織タイプに特有のデー
タ・パターンの形でコンピュータ・システム21のメモ
リに記憶されているデータと比較される。図7は、電気
測定および光学測定から得られる3つのディスクリミナ
ントの関数としての組織タイプの典型的なグラフを示
す。
The data collected by computer system 21 is processed and compared to the data stored in the memory of computer system 21 in the form of data patterns specific to each tissue type. FIG. 7 shows a typical graph of tissue type as a function of three discriminants resulting from electrical and optical measurements.

【0054】図7を作成するうえで使用した3つのディ
スクリミナントは、後方散乱された光の2つの測定値
(それぞれ対応する波長でのdsc1、dsc2)と、
フーリエ分析によって導かれる電気緩和曲線の形状の測
定値(dsc3)であった。図7は、通常組織タイプの
オリジナル偏平上皮(OSE1、OSE2、OSE
3)、円柱上皮(COL1、COL2)、および早期化
生(P)をどのように、異常、前癌組織タイプのヒト・
パピローマ・ウイルス(HPV)、異型(ATYP)、
および前癌(D1、D2、D3)と区別するかを示す。
The three discriminants used in creating FIG. 7 are two measurements of the backscattered light (dsc1, dsc2 at the corresponding wavelengths respectively),
It was a measured value (dsc3) of the shape of the electrical relaxation curve derived by Fourier analysis. Figure 7 shows normal tissue type original squamous epithelium (OSE1, OSE2, OSE
3), columnar epithelium (COL1, COL2), and premature metaplasia (P), abnormal, precancerous tissue type
Papilloma virus (HPV), variant (ATYP),
And whether to distinguish from pre-cancer (D1, D2, D3).

【0055】この比較の結果は、ディスプレイ24また
はその他の適当な手段を介して操作者に伝達される。結
果は、特定の患者用のマイクロプロセッサ・ブロック2
2に記憶し、後で取出しすなわちプリント・アウトする
ことができる。
The results of this comparison are communicated to the operator via the display 24 or other suitable means. The result is a microprocessor block 2 for a particular patient.
2 and can be retrieved or printed out later.

【0056】図1ないし7の実施例では、縦長で真っす
ぐな外側チューブのプローブ1および10で適宜、可と
う性シャフトを準備し、あるいはプローブをカプセルに
組み込み、それによってカテーテル構成を使用する挿入
を行うことができる。
In the embodiment of FIGS. 1-7, a flexible shaft is optionally provided with the elongated straight outer tube probes 1 and 10, or the probe is encapsulated, thereby permitting insertion using a catheter configuration. It can be carried out.

【0057】図8は、患者の子宮頸32上の組織タイプ
をサンプルできる特別の形状に構成したプローブ40を
示す。具体的には、子宮頸プローブ40は、臨床医が保
持することができ、制御装置に信号を供給するケーブル
(図示せず)と相互接続された縦長シャフト41を含
む。シャフト41は本体42で終わり、本体42から中
央プローブ部43が産道33へ延びている。本体42
は、内部に子宮頸32を受けるように構成された環状く
ぼみ44を有する。プローブ部43およびくぼみ44に
は、子宮頸32の形状全体に沿って組織の物理特性をサ
ンプルするように構成されたセンサとしての刺激/受信
要素45の繰返しアレイが表面上に分散されている。セ
ンサ45はシャフト41を介して制御装置と相互接続さ
れている。プローブ面の形状全体に沿って複数の連続領
域で複数の刺激/受信エネルギー・タイプを設けること
ができるので、操作者がシャフト41を一回ねじれば、
複合後方散乱ピクチャを確認することができる。
FIG. 8 shows a specially configured probe 40 that can sample the tissue type on the patient's cervix 32. Specifically, the cervical probe 40 includes an elongated shaft 41 that can be held by a clinician and interconnected with a cable (not shown) that provides a signal to a controller. The shaft 41 ends in a body 42, from which a central probe part 43 extends to the birth canal 33. Body 42
Has an annular recess 44 configured to receive the cervix 32 therein. The probe portion 43 and the depressions 44 have a repeating array of stimulating / receiving elements 45 as sensors arranged on the surface configured to sample the physical properties of the tissue along the entire shape of the cervix 32. The sensor 45 is interconnected with the controller via the shaft 41. Multiple stimulation / received energy types can be provided in multiple continuous regions along the entire shape of the probe surface so that the operator can twist shaft 41 once.
You can see the composite backscatter picture.

【0058】図9には、この場合は患者の腕36上のも
のである皮膚に特定的に適用するように構成された可と
う性プローブ50が示されている。このプローブ50
は、多数のセンサ52で構成された可とう性プリント回
路プレーナ基板51を含む。センサ52は、多数のプリ
ント・コネクタ53を介してケーブル54に接続されて
いる。ケーブル54は、前述の実施例と同様に、プロー
ブ50を制御装置とリンクする。この構成ではプローブ
50を湾曲したあるいは平坦な表面に形成したので、図
2、3、または8の実施例のプローブで必要されるより
も実質的に短い時間で比較的広い領域にアクセスするこ
とができる。
FIG. 9 shows a flexible probe 50 configured for specific application to the skin, in this case on the patient's arm 36. This probe 50
Includes a flexible printed circuit planar substrate 51 composed of a number of sensors 52. The sensor 52 is connected to the cable 54 via a number of print connectors 53. The cable 54 links the probe 50 to the controller, as in the previous embodiment. In this configuration, the probe 50 is formed on a curved or flat surface so that a relatively large area can be accessed in a substantially shorter time than required with the probe of the embodiment of FIG. 2, 3 or 8. it can.

【0059】図10は、図9の構成であるが、完全に一
体化された検出器アセンブリ60の拡張部を示す。検出
器アセンブリ60は、プローブ50と同様に、複数のセ
ンサ62と共に構成された可とう性基板61を備えて
い。基板61は、検出器アセンブリ60の制御装置65
が形成されたハウジング64に接続された連続気泡発泡
体からなる支持体63によって支持される。支持体63
によって、基板61を制御装置65に支持しながら、基
板61をたわませて組織の形状に一致させることができ
る。制御装置65は、センサ62に接続され、かつ制御
装置65では、外部組織タイプの判定に必要とされる処
理機能が小型の手持ちパッケージに組み込まれている。
制御装置65は、プロセス・モジュール67、センサ6
2に接続された入出力部68、および制御/表示モジュ
ール69と共に、一体型バッテリ・サプライ66を含
む。制御/表示モジュール69には、プローブ・アセン
ブリ60が人体の表面上に置かれたときに組織タイプを
示す可視フィードバックまたは可聴フィードバックを操
作者に提供する多数の指示器70が接続されている。
FIG. 10 illustrates the extension of the detector assembly 60 of the configuration of FIG. 9, but with full integration. The detector assembly 60, like the probe 50, includes a flexible substrate 61 configured with a plurality of sensors 62. The substrate 61 is a controller 65 for the detector assembly 60.
It is supported by a support body 63 made of an open-cell foam connected to a housing 64 in which is formed. Support 63
Thus, while the substrate 61 is supported by the control device 65, the substrate 61 can be flexed to conform to the shape of the tissue. The controller 65 is connected to the sensor 62, and the controller 65 incorporates the processing functions required for external tissue type determination into a small handheld package.
The controller 65 includes a process module 67, a sensor 6
It includes an integrated battery supply 66 with an input / output 68 connected to the two and a control / display module 69. Connected to the control / display module 69 are a number of indicators 70 that provide the operator with visual or audible feedback indicative of tissue type when the probe assembly 60 is placed on the surface of the human body.

【0060】図11は、シャフト・ハウジング72と、
その先端に形成された透明な(透過的な)球形屈折ボー
ル73とを備えるボール屈折プローブ71を示す。シャ
フト・ハウジング72内には、異なるスペクトル帯域を
カバーする発光ダイオードなど複数の光源74(1つだ
けを図示した)と、光依存抵抗器、PINダイオード、
その他の光学センサなどの相補的な光センサ75(この
場合も、図を明確にするために1つだけを示した)が構
成されている。プローブ71は、各光源74から放出さ
れる光を実質的に球形のパターンで屈折させ、ボール7
3自体に接触する組織76の広い領域を刺激するように
働くように構成されている。これに対して、組織76か
らの後方散乱光は、ボール73内でセンサ75上に屈折
される。任意選択の不透明なバリア77が光源74から
センサ75への直接照明を妨げる。電気刺激を与えるた
めに組織76に接触するように2つの電極78がボール
73に位置決めされている。多数のワイヤ導体79がプ
ローブ75と制御装置(図示せず)の間で信号を伝達す
る。図のように、組織76の領域80が光源74によっ
て照明され、組織の領域81がセンサ75によって観測
され、したがって、領域80と領域81の間の組織76
を通過する光透過が示される。
FIG. 11 shows a shaft housing 72 and
A ball refraction probe 71 with a transparent (transmissive) spherical refraction ball 73 formed at its tip is shown. Within the shaft housing 72 are a plurality of light sources 74 (only one shown), such as light emitting diodes covering different spectral bands, a light dependent resistor, a PIN diode,
Complementary photosensors 75 (again, only one is shown for clarity), such as other optical sensors. The probe 71 refracts the light emitted from each light source 74 in a substantially spherical pattern, and
3 is configured to act to stimulate a large area of tissue 76 that contacts 3 itself. In contrast, the backscattered light from the tissue 76 is refracted within the ball 73 onto the sensor 75. An optional opaque barrier 77 prevents direct illumination of light source 74 to sensor 75. Two electrodes 78 are positioned on the ball 73 to contact the tissue 76 for providing electrical stimulation. A number of wire conductors 79 carry signals between the probe 75 and a controller (not shown). As shown, region 80 of tissue 76 is illuminated by light source 74 and region 81 of tissue is observed by sensor 75, thus tissue 76 between regions 80 and 81.
The light transmission through is shown.

【0061】図12は、シャフト86上に形成され、前
述の実施例と同様に構成された4つの電気センサ87を
備えている。具体的には、プローブ85には、それぞ
れ、接触させられた組織を刺激するために別々に起動す
ることができる、4つの超音波トランスデューサ88が
用意されている。どれか1つのトランスデューサ88が
刺激された場合、残りの3つを使用して、送られた超音
波パターンを受け取ることができる。受け取ったパター
ンを処理して、組織の密度に関する様々な特徴と、血液
の流れを示す、組織全体にわたる密度のあらゆる変化を
判定することができる。これは、ソナーや医療超音波な
どで知られている音響映像システムなどで使用される飛
行時間測定を使用して行うことができる。音響結合の変
化を補償するために多数の温度センサ89がプローブ8
5の表面に設けられている。この温度センサは前記組織
の温度を検出して、サンプル中の組織内の超音波速度の
変化を補償するように使用できる。
FIG. 12 includes four electrical sensors 87 formed on the shaft 86 and configured similarly to the previous embodiment. Specifically, the probe 85 is provided with four ultrasonic transducers 88, each of which can be separately activated to stimulate contacted tissue. If any one transducer 88 is stimulated, the remaining three can be used to receive the transmitted ultrasonic pattern. The patterns received can be processed to determine various features related to tissue density and any changes in density throughout the tissue that are indicative of blood flow. This can be done using time-of-flight measurements such as those used in sonar and audiovisual systems known for medical ultrasound. A number of temperature sensors 89 are provided in the probe 8 to compensate for changes in acoustic coupling.
5 is provided on the surface. The temperature sensor can be used to detect the temperature of the tissue and compensate for changes in ultrasonic velocity within the tissue in the sample.

【0062】図13Aおよび13Bは、管状ケーシング
91を含む熱/光プローブ90を示す。管状ケーシング
91に沿って3本の光ファイバ92が配列されている。
ファイバ92は、サンプル中の組織を照明し、組織から
反射された光を受け取るために使用される。プローブ9
0には、検査中の組織を選択的に加熱するように構成さ
れた抵抗ヒータ93と、ヒータ93の動作に応答して組
織の温度を測定するように構成された温度センサ94も
含まれている。これによって、ある組織タイプの熱反応
時間が制御装置によって判定され、前癌細胞および癌細
胞の成長を示すことができる組織を通した血液の流れを
示すことができる。
13A and 13B show a thermal / optical probe 90 including a tubular casing 91. Three optical fibers 92 are arranged along the tubular casing 91.
Fiber 92 is used to illuminate the tissue in the sample and receive the light reflected from the tissue. Probe 9
0 also includes a resistance heater 93 configured to selectively heat the tissue under examination and a temperature sensor 94 configured to measure the temperature of the tissue in response to operation of the heater 93. There is. This allows the thermal response time of certain tissue types to be determined by the controller and to indicate blood flow through the tissue, which can indicate growth of pre-cancerous and cancerous cells.

【0063】図14Aおよび14Bで、磁気プローブ1
00は、前述の実施例と同様に、管状ケーシング101
内に構成されるように示されている。プローブ100
は、前述の実施例と同様に構成された多数の電極102
を含む。1300nm、440nm、565nm、66
0nmなど異なる波長で光を送るように構成された発光
ダイオードなど4つの光学送信器103も含まれてい
る。2つの光学受信器104は、1300nm、500
ないし1000nmなど異なる波長で光を受け取るよう
に構成されている。プローブ100の中心に位置する磁
気送信器105と、それを囲む3つの磁気受信器106
も用意されている。磁気送信器105および磁気受信器
106は、強磁性コアと対応する巻線を備えており、そ
れによって、磁気送信器105はプローブ100の端部
から延びる小さな磁界を確立する。磁界の変化は受信器
106によって検出され、比較することができ、それに
よって、各受信器106が受け取る信号間の不均衡は、
組織の磁気異常を示す。
In FIGS. 14A and 14B, the magnetic probe 1
00 is the tubular casing 101 as in the above-described embodiment.
It is shown to be configured within. Probe 100
Is a multiplicity of electrodes 102 configured similarly to the previous embodiment.
including. 1300 nm, 440 nm, 565 nm, 66
Also included are four optical transmitters 103, such as light emitting diodes configured to send light at different wavelengths, such as 0 nm. The two optical receivers 104 are 1300 nm, 500
To 1000 nm, it is configured to receive light at different wavelengths. A magnetic transmitter 105 located at the center of the probe 100 and three magnetic receivers 106 surrounding it.
Is also available. The magnetic transmitter 105 and the magnetic receiver 106 include a ferromagnetic core and corresponding windings so that the magnetic transmitter 105 establishes a small magnetic field extending from the end of the probe 100. Changes in the magnetic field can be detected and compared by the receivers 106, whereby the imbalance between the signals received by each receiver 106 is
Indicates magnetic anomaly of tissue.

【0064】この明細書を書いている時点で、磁気刺激
の正確な有意性は不明であるが、組織の磁気応答の局所
異常は、組織の細胞内の分配の変化の関数の結果である
電荷の攪乱によるものであると考えられる。具体的に
は、細胞の核は多数の分配層に囲まれており、それらの
層の間の通信が正常な細胞の成長を制限すると考えられ
る。しかし、癌細胞では、制限されるのは層間の通信だ
けであり、これは、癌細胞が制限なしに成長することに
直接関係すると考えられる。したがって、検出すること
も、あるいは磁気的に修正することもできる電荷の不均
衡分布は、制限された通信と、したがって癌活動とを示
すことができる。
At the time of this writing, the exact significance of magnetic stimulation is unknown, but local abnormalities in the magnetic response of tissue are a result of changes in the intracellular partitioning of the tissue, the charge. It is thought to be due to the disturbance of. Specifically, the nucleus of a cell is surrounded by a large number of distribution layers, and communication between these layers is thought to limit normal cell growth. However, in cancer cells, the only limitation is the communication between layers, which is thought to be directly related to the growth of cancer cells without limitation. Thus, an unbalanced distribution of charge that can be detected or magnetically modified can be indicative of limited communication and thus cancer activity.

【0065】多数の異なるプローブ・タイプに共通の制
御機構を使用することが好ましい。したがって、そのよ
うな制御機構は、プローブが相互交換可能であり、プロ
ーブまたは制御装置、あるいはその両方が、信頼できか
つ一貫した組織サンプリングが行われるように従来の方
法で較正できる場合に妥当なものである。超小型化が進
むことによって、単一のプローブの先端内で実施される
上述のエネルギー刺激/受信形態の数が増し、癌および
前癌を検出するために必要とされる判別パラメータの数
が増えている。
It is preferable to use a common control mechanism for many different probe types. Therefore, such a control mechanism is reasonable if the probes are interchangeable and the probe and / or the control device can be calibrated by conventional methods to provide reliable and consistent tissue sampling. Is. The increasing miniaturization will increase the number of the above mentioned energy stimulation / reception modes performed within the tip of a single probe, increasing the number of discriminant parameters needed to detect cancer and precancer. ing.

【0066】図15に第1の較正装置120が示されて
おり、この装置によって、制御装置121に接続された
プローブ122が合成組織代替物123と接触してい
る。材料123は、後方散乱に関して明確に定義された
知られている組織特性と、電気特性など他のエネルギー
放出/受信特性とをシミュレートする。このように、制
御装置121は、プローブ122から出力される刺激パ
ルスと、受け取った信号とを、受け入れられるものとし
て検証することも、あるいは所定の限界内で一致するよ
うに調整することもできるようにする自動空白化モード
にすることができる。妥当な較正を行った後プローブ1
22を使用する。合成代替材料123を滅菌し、それに
よって生物学的な危険を防止する。
A first calibration device 120 is shown in FIG. 15 by which a probe 122 connected to a controller 121 is in contact with a synthetic tissue substitute 123. The material 123 simulates known tissue properties that are well-defined for backscattering and other energy emitting / receiving properties such as electrical properties. In this way, the controller 121 can verify that the stimulation pulse output from the probe 122 and the received signal are acceptable or can be adjusted to match within predetermined limits. The automatic blanking mode can be set. After proper calibration, probe 1
22 is used. The synthetic alternative material 123 is sterilized, thereby preventing biological hazards.

【0067】図16はプロアクティブな第2の装置12
5を示す。これにたいして、図15の実施例はセミアク
ティブである。図16で、プローブ126の先端は、プ
ローブ126が接続される制御装置128の一部を形成
する相補的なプローブ・アレイ127と接触している状
態が示されている。このようにして、プローブ先端12
6内の送信器および受信器と、プローブ・アレイ127
とをシミュレートすることができる。プローブ・アレイ
127の応答が知られており、かつ正確に較正された駆
動機構129を介して安定しているので、駆動機構12
9の応答を較正制御装置130によって検出することが
でき、較正制御装置130は次いで、プローブ先端12
6の駆動構成131を修正するように働くことができ
る。
FIG. 16 shows a proactive second device 12
5 is shown. To the contrary, the embodiment of FIG. 15 is semi-active. In FIG. 16, the tip of the probe 126 is shown in contact with a complementary probe array 127 forming part of the controller 128 to which the probe 126 is connected. In this way, the probe tip 12
And transmitter and receiver in 6 and probe array 127.
And can be simulated. Since the response of the probe array 127 is known and stable via a precisely calibrated drive mechanism 129, the drive mechanism 12
9 response may be detected by the calibration controller 130, which in turn may detect the probe tip 12
Six drive arrangements 131 can serve to modify.

【0068】第3の較正装置135を図17に示す。こ
の図で、トランスデューサ(図示せず)からの導電リー
ド線137の構成を有するプローブ136は、制御装置
141と相互接続されている。プローブ136内には、
プローブ136中のトランスデューサに関する特定の較
正値がプログラムされたプログラム可能読取り専用メモ
リ(PROM)138が構成されている。PROM13
8は、多数のリード線139を介して、較正モジュール
140に直接接続されている。較正モジュール140は
多数の利得制御出力142を出力する。これらの出力
は、トランスデューサとの間のリード線137に接続さ
れた増幅器143のアレイに供給される。このようにし
て、各増幅器143の利得は、異なるプローブ136の
トランスデューサ間の変動を補償するようにPROM1
38内の値に応答して調整される。PROM138のネ
ットワークは、プローブのディジタル的電子減菌を可能
にして、プローブがコンピュータと共に使用されるたび
にトラックを保つことができる。PROM138をプロ
ーブ136に含めると、プローブ136を電子的に識別
することができ、プローブ136を使用するたびにその
ことを記録することができ、それによって適宜、プロー
ブの繰返し使用回数を事前に自動的に制限することがで
きる。
A third calibration device 135 is shown in FIG. In this figure, a probe 136 having a configuration of conductive leads 137 from a transducer (not shown) is interconnected with a controller 141. Inside the probe 136,
A programmable read only memory (PROM) 138 is configured that is programmed with specific calibration values for the transducers in probe 136. PROM13
8 is directly connected to the calibration module 140 via a number of leads 139. The calibration module 140 outputs a number of gain control outputs 142. These outputs feed an array of amplifiers 143 connected to leads 137 to and from the transducer. In this way, the gain of each amplifier 143 is adjusted to compensate for variations between transducers of different probes 136.
Adjusted in response to a value in 38. The network of PROMs 138 allows digital electronic sterilization of the probe and keeps track every time the probe is used with a computer. Inclusion of the PROM 138 in the probe 136 allows the probe 136 to be electronically identified and recorded each time the probe 136 is used, thereby automatically proactively probing the number of repeated uses of the probe, as appropriate. Can be restricted.

【0069】次に、図18を参照すると、アナログ・ボ
ード152を介してプロセッサ・ボード153に接続さ
れたプローブ151を含む検出システム150の好まし
い構成が概略的に示されている。プロセッサ・ボード1
53はディスプレイ154に対して出力し、多数の制御
キー155および数値キーパッド156を介して得られ
るユーザ入力を有する。コンピュータ・タイプ通信は、
RS232型接続157、あるいはIEEE488ポー
トまたはCOM#ポート、あるいは直接メモリ・アクセ
ス(DMA)を介して利用可能である。AC主電源は直
接、入力158を介して供給される。
Referring now to FIG. 18, there is shown schematically a preferred configuration of detection system 150 which includes probe 151 connected to processor board 153 via analog board 152. Processor board 1
53 outputs to the display 154 and has user input obtained via a number of control keys 155 and a numeric keypad 156. Computer type communication
It is available via RS232 type connection 157, or IEEE 488 port or COM # port, or direct memory access (DMA). AC mains power is supplied directly via input 158.

【0070】プローブ151は、複数の異なる物理刺激
を提供するための装置を含む。具体的には、多数の発光
ダイオード(LED)159が光学的刺激を供給する。
多数の電極160も組織に電気刺激を供給し、ディスク
リミナント値を求めると共に、プローブ151の組織に
対する配列を判断する。追加刺激/受信ディスクリミナ
ント用の追加構成要素(図示しない)を前述のように含
めることもできる。プローブ151の配列を補足するた
めに、多数のひずみゲージ161が組織に対するプロー
ブ151の配向を示す。プローブ151は、リアルタイ
ムでアクセスされたときに、組織のタイプに関するフィ
ードバックを医師に提供する、可聴指示器または光学指
示器、あるいはその両方を含むことができる多数の指示
器162も含む。多数のフォトダイオード163は、L
ED159から放出され、組織によって反射された光の
電気光学検知を行う。フォトダイオード163からの出
力を増幅するために、プローブ151に前置増幅器16
4が含まれている。プローブ151は、その各要素に結
合された駆動増幅器および制御増幅器を含むアナログ・
ボード152に接続されている。
The probe 151 includes a device for providing a plurality of different physical stimuli. Specifically, multiple light emitting diodes (LEDs) 159 provide optical stimuli.
The multiple electrodes 160 also provide electrical stimulation to the tissue to determine the discriminant value and determine the alignment of the probe 151 with respect to the tissue. Additional components (not shown) for additional stimulation / reception discriminants may also be included as described above. To complement the array of probes 151, a number of strain gauges 161 indicate the orientation of the probes 151 with respect to the tissue. The probe 151 also includes a number of indicators 162, which may include audible and / or optical indicators that provide the physician with feedback as to the type of tissue when accessed in real time. The number of photodiodes 163 is L
Electro-optical detection of the light emitted from the ED 159 and reflected by the tissue is performed. In order to amplify the output from the photodiode 163, the preamplifier 16 is connected to the probe 151.
4 is included. The probe 151 is an analog circuit that includes a drive amplifier and a control amplifier coupled to each of its elements.
It is connected to the board 152.

【0071】プロセッサ・ボード153には、ディジタ
ル入出力ブロック176と直列入出力ブロック178a
とを備えるCPU178を使用するマイクロプロセッサ
制御装置が組み込まれている。CPU178は、入出力
ブロック178aを介してディジタル・アナログ変換器
174に出力される刺激を開始する。D/A変換器はL
ED駆動制御装置165に出力する。LED駆動制御装
置165は、LED159を駆動するために使用され、
また、ディジタル入出力176を介してディジタル信号
を入力される。また、ディジタル入出力176は、電極
刺激パルスを組織に供給するために電極160に結合さ
れた電極駆動装置166に出力する。増幅器167は、
CPU178によって評価できるように保護装置172
を介してアナログ・ディジタル変換器177へ経路指定
される電極160の出力を増幅する。各フォトダイオー
ドの前置増幅器164の出力は光学検出器増幅器171
に提供され、光学検出器増幅器171の出力は、CPU
178によって参照できるようにA/D変換器177を
使用してディジタル化される。必要に応じて、代替刺激
/受信エネルギー・トランスデューサ160aを含める
こともできる。ひずみゲージ駆動機構168は、DC電
源条件付け装置180からのDC信号を使用し、ひずみ
ゲージ増幅器169に出力するひずみゲージ161を駆
動する。増幅器169は、保護装置172を介してA/
D変換器177に出力し、プローブによって組織に加え
られる力の大きさを測定する。また、ディジタル入出力
176は、知られている方法で指示器162を駆動する
指示器駆動機構170に出力する。CPU178は、リ
セット装置181、クロック182を備え、試験ソケッ
ト183にも出力する。
The processor board 153 has a digital input / output block 176 and a serial input / output block 178a.
A microprocessor controller using a CPU 178 is installed. The CPU 178 starts the stimulus output to the digital-analog converter 174 via the input / output block 178a. D / A converter is L
Output to the ED drive controller 165. The LED drive controller 165 is used to drive the LED 159,
Also, a digital signal is input via the digital input / output 176. The digital input / output 176 also outputs an electrode stimulation pulse to an electrode driver 166 coupled to the electrode 160 to deliver tissue. The amplifier 167 is
Protective device 172 for evaluation by CPU 178
Amplify the output of electrode 160 that is routed to analog-to-digital converter 177 via. The output of the preamplifier 164 of each photodiode is the optical detector amplifier 171.
The output of the optical detector amplifier 171 is provided to the CPU.
Digitized using A / D converter 177 as referenced by 178. An alternative stimulation / received energy transducer 160a can also be included if desired. The strain gauge drive mechanism 168 uses the DC signal from the DC power conditioner 180 to drive the strain gauge 161 that outputs to the strain gauge amplifier 169. The amplifier 169 is connected to the A / A via the protection device 172.
It is output to the D converter 177 and the magnitude of the force applied to the tissue by the probe is measured. Further, the digital input / output 176 outputs to the indicator driving mechanism 170 which drives the indicator 162 by a known method. The CPU 178 includes a reset device 181 and a clock 182, and also outputs to the test socket 183.

【0072】上述のように、プローブ151は、較正を
行い、滅菌を容易にし、プローブの使用回数を記録でき
るようにするために、PROM(図示せず)を備えるこ
とができる。PROMを使用する場合は、ディジタル入
出力ブロック176に直接接続することができる。
As mentioned above, the probe 151 can be equipped with a PROM (not shown) to facilitate calibration, facilitate sterilization, and record the number of times the probe has been used. If a PROM is used, it can be directly connected to the digital I / O block 176.

【0073】作動時に、基本シミュレーション・パター
ンがCPU178によってプログラムされ、あるいはメ
モリ179から選択され、前記パターンを使用してLE
D159および電極160が刺激される。生データがC
PU178によって記録され、メモリ179に記憶さ
れ、それによって、異なるディスクリミナントとして処
理される。得られた関係する各一連のサンプルごとに、
複数のディスクリミナントをアルゴズムによって計算し
て、組織タイプの範疇分けを行う。次いで、その範疇分
けが、メモリ179の非揮発性部内に記憶された知られ
ている範疇分けと比較され、一致が発生した場合、前者
の範疇分けは、正常な組織、前癌組織、または癌組織と
して識別され、適宜、医師に表示される。組織タイプが
未知のものである場合、それに対応する表示が医師に提
供され、医師は、組織のその特定の部分の次の試験を命
令することができる。
In operation, the basic simulation pattern is programmed by the CPU 178 or selected from the memory 179 and the LE is used using the pattern.
D159 and electrode 160 are stimulated. Raw data is C
Recorded by PU 178 and stored in memory 179, thereby being treated as a different discriminant. For each related series of samples obtained,
Multiple discriminants are calculated by argism to categorize the tissue type. The categorization is then compared to the known categorization stored in the non-volatile portion of memory 179, and if a match occurs, the former categorization is normal tissue, pre-cancerous tissue, or cancerous. The tissue is identified and displayed to the doctor as appropriate. If the tissue type is unknown, a corresponding indication is provided to the physician, who can order the next exam for that particular portion of the tissue.

【0074】検知された生データを処理する際、通常の
患者ごとの変動との関係が比較的薄い特性を選択するこ
とが妥当である。これには、電気動作の周波数記述およ
び時間記述を得るために、周波数ドメインと時間ドメイ
ンの両方における電気特性や光学特性などの物理パラメ
ータの処理を含めることができる。周波数構成要素は、
フーリエ変換または異なる周波数での測定によって得る
ことができる。時間応答は、組織に加えられるエネルギ
ーに対する応答の振幅に関する。周波数刺激を掃引する
と、スペクトル応答が提供され、それぞれ、対応するス
ペクトル曲線を含む、9つ以上の別々のパラメータから
成る組織タイプ複素インピーダンス検討が行われる。電
気時間応答は、通常、階段関数またはインパルスであ
る、知られている電気刺激に対する観測された応答を順
次監視することによって判定することができる。
When processing the sensed raw data, it is reasonable to select properties that are relatively unrelated to normal patient-to-patient variations. This can include processing physical parameters such as electrical and optical properties in both frequency and time domains to obtain frequency and time descriptions of electrical behavior. The frequency components are
It can be obtained by Fourier transform or measurement at different frequencies. The time response relates to the amplitude of the response to the energy applied to the tissue. Sweeping the frequency stimulus provides a spectral response, each performing a tissue-type complex impedance study consisting of nine or more separate parameters, including the corresponding spectral curves. The electrical time response can be determined by sequentially monitoring the observed response to known electrical stimuli, which are usually step functions or impulses.

【0075】光学装置では、応答の変化の勾配および率
と共に、サンプルの絶対後方散乱を前述のように求める
ことができ、それによって、それぞれスペクトル特徴付
けまたは時間特徴付けの場合の第1および第2の差分対
波長または時間が変数として得られる。
In the optical device, the absolute backscatter of the sample, as well as the slope and rate of change of the response, can be determined as described above, whereby the first and second respectively in the case of spectral or temporal characterization, respectively. The difference versus wavelength or time is obtained as a variable.

【0076】超音波の場合、透過密度は、振幅効果およ
びドップラー効果の後にも、それらの様々な組合せの後
にも変化し、像分析技法によって分析することができ
る。磁気刺激の場合、特定の周波数または一連の周波数
での異常を判定することができる。
In the case of ultrasound, the transmission density changes after the amplitude and Doppler effects, as well as various combinations thereof, and can be analyzed by image analysis techniques. In the case of magnetic stimulation, abnormalities at a particular frequency or series of frequencies can be determined.

【0077】各異なる組織タイプごとに、刺激の様々な
組合せを使用することができる。たとえば、子宮頸癌の
場合、好ましい刺激タイプは光学的なものと電気的なも
のである。皮膚組織の場合は、光学刺激、電気刺激、磁
気刺激、音響刺激、および熱刺激が重要になることがあ
る。
Various combinations of stimuli can be used for each different tissue type. For example, in the case of cervical cancer, the preferred stimulation types are optical and electrical. For skin tissue, optical, electrical, magnetic, acoustic, and thermal stimuli may be important.

【0078】物理データおよび様々なディスクリミナン
トが得られた後、それらを数学的に組み合わせて、検査
中の組織の特定のタイプを判定することができる。これ
は、判別分析技法、線形プログラミング、相互相関、ま
たはニューラル・ネットワークを使用して行うことがで
きる。好ましい実施例の判別分析技法は、専門家の意見
または経験的に導かれた相関関係を使用して、判別値を
最適化するようにデータを関係付ける場合に使用され
る。基本的に、各変数の様々な係数を評価し、特定の範
疇分けタイプにマップするには変数にどんな修正が必要
とされるかを判定する。
Once the physical data and various discriminants have been obtained, they can be mathematically combined to determine the particular type of tissue under examination. This can be done using discriminant analysis techniques, linear programming, cross-correlation, or neural networks. The discriminant analysis techniques of the preferred embodiment are used to correlate data to optimize discriminant values using expert opinion or empirically derived correlations. Basically, the various coefficients for each variable are evaluated to determine what modification the variable requires to map to a particular categorization type.

【0079】子宮頸癌を検出するための好ましい実施例
は、電気検知および光学検知に基づいて8つのディスク
リミナントを使用する。それらのディスクリミナントと
は、540nm、660nm、940nm、および13
00nmでの光の後方散乱と、電圧減衰曲線の4つの形
状特徴である。
The preferred embodiment for detecting cervical cancer uses eight discriminants based on electrical and optical sensing. Those discriminants are 540 nm, 660 nm, 940 nm, and 13
There are four shape features of the backscatter of light at 00 nm and the voltage decay curve.

【0080】ディスクリミナントを使用して組織の範疇
分けを行う方法はアルゴリズムによるものであり、上記
で識別したディスクリミナントを使用する子宮頸癌およ
び前癌検出の場合、組合せは以下のとおりである。
The method of categorizing tissues using discriminants is algorithmic, and in the case of cervical cancer and precancer detection using discriminants identified above, the combinations are as follows: is there.

【数1】 上式で、VARj は一次方程式における位置jに関連す
るリアルタイム変数、Aijは変数iの定係数、Piは第
iの組織範疇の相対確率である。
[Equation 1] Where VAR j is the real-time variable associated with position j in the linear equation, A ij is the constant coefficient of variable i, and P i is the relative probability of the i th tissue category.

【0081】正確な試験結果を得るには、大規模なデー
タベースが必要である。そのようなデータベースによっ
て、特定のタイプの癌および前癌に対する知られている
応答を相関付けることができる。たとえば、本発明者
は、子宮頸癌の検出に関する実施例を追及して、200
0人を超える被検者を調査した。各被検者は専門のコル
ポスコピストによって分析され、必要に応じて、組織生
理学者が有意の組織範疇に関する参照データを提供し
た。また、これらの被検者はそれぞれ、手動で範疇分け
された特定の組織タイプに対する好ましい実施例の応答
を手動の範疇分けと相互相関付けできるように、好まし
い実施例によるプローブおよびシステムを使用して検査
された。次いで、これによって、プローブを他の患者に
適用したときに、判別分析を介した処理の後に、その患
者からの応答をデータベースと相互相関付けして特定の
組織タイプを識別できるように、その特定の癌タイプ用
のデータベースが形成される。
A large database is required to obtain accurate test results. Such a database allows correlating known responses to specific types of cancer and precancers. For example, the present inventor has searched for an example relating to the detection of cervical cancer, and
More than 0 subjects were surveyed. Each subject was analyzed by a specialized colposcopist and, where appropriate, a tissue physiologist provided reference data on significant tissue categories. Also, each of these subjects used probes and systems according to the preferred embodiment to enable cross-correlation of the preferred embodiment's response to a particular manually categorized tissue type with the manual categorization. Was inspected. This in turn allows the probe to be applied to other patients so that after processing through discriminant analysis, the response from that patient can be cross-correlated with the database to identify a particular tissue type. A database is created for the cancer types of

【0082】本発明者は、類似の実験も実行しており、
乳癌、皮膚癌、結腸癌、および前立腺癌に関するデータ
ベースを開発中である。しかし、異なる癌タイプはそれ
ぞれ、データベースの開発に対して異なるタイプの問題
を提示する。具体的には、子宮頸癌の場合、生体内検査
を実行することができるが、乳癌、結腸癌、および前立
腺癌の場合、生検結果が必要であり、したがってデータ
ベースは「反応系」情報に関して開発される。皮膚癌で
は、皮膚検査と生検結果を使用することができる。
The inventor has also performed similar experiments,
Databases for breast, skin, colon, and prostate cancer are under development. However, each different cancer type presents a different type of problem to the development of the database. Specifically, in the case of cervical cancer, an in-vivo test can be performed, but in the case of breast, colon, and prostate cancer, biopsy results are needed, so the database is in terms of "reactive system" information. To be developed. For skin cancer, skin tests and biopsy results can be used.

【0083】すべてのサンプルは、プローブによって結
果が検出されたときに、各組織タイプの基準特徴を提供
する生体内および生検識別とプローブ結果を相関付ける
ことによって判定される。
All samples are determined by correlating the probe results with in vivo and biopsy identifications that provide reference features for each tissue type when the results are detected by the probe.

【0084】好ましい実施例の性能に関する本発明者に
よる調査によって、子宮頸癌用の検出システム150
が、コルポスコピー/組織生理学診断とプローブ診断の
間に、ローグレードの異常(十分に成長したヒト・パピ
ローマ・ウィルスの変化、軽い異型、または子宮頸表皮
内有 腫瘍グレード1)に応じて85%ないし99%、
ハイグレードの異常(子宮頸表皮内腫瘍グレード2また
は3)で90%、侵入性癌で99%の一致を与えること
を示した。これらの結果の統計分析および補外は、好ま
しい実施例のプローブを使用する偽正率と偽負率の比率
が約10%であり、したがって、子宮頸癌に関しては、
本発明のプローブ構成が、従来型のpapスミア試験に
適当とみなされている約50%ないし60%の精度に勝
る実質的な改良であることを示している。
Our investigation of the performance of the preferred embodiment has revealed a detection system 150 for cervical cancer.
However, between colposcopy / histophysiology and probe diagnosis, 85% or more depending on low-grade abnormalities (changes in fully grown human papillomavirus, mild atypia, or cervical intraepidermal tumor grade 1) 99%,
It was shown to give 90% concordance for high grade abnormalities (cervical intraepithelial tumor grade 2 or 3) and 99% for invasive cancer. Statistical analysis and extrapolation of these results show a false positive to false negative ratio of about 10% using the probe of the preferred embodiment, and thus for cervical cancer:
It is shown that the probe configuration of the present invention is a substantial improvement over the accuracy of about 50% to 60% that is considered suitable for conventional pap smear tests.

【0085】前記は本発明のいくつかの実施例だけを説
明したものであり、本発明には、その範囲から逸脱せず
に、当業者に明らかな修正を加えることができる。
The foregoing describes only a few embodiments of the present invention, which may be modified by those skilled in the art without departing from the scope thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 使用中の一実施例のプローブ・システムの部
分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an example probe system in use.

【図2】 第1の実施例のプローブの概略図である。FIG. 2 is a schematic view of the probe of the first embodiment.

【図3】 第2の実施例のプローブの概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a probe of a second embodiment.

【図4】 図2に示した実施例に使用される電気パルス
のシーケンスのグラフである。
4 is a graph of a sequence of electrical pulses used in the embodiment shown in FIG.

【図5】 図3に示した実施例に使用される電気パルス
のシーケンスのグラフである。
5 is a graph of a sequence of electrical pulses used in the embodiment shown in FIG.

【図6】 一実施例の検出システムの概略ブロック図で
ある。
FIG. 6 is a schematic block diagram of a detection system according to an embodiment.

【図7】 電気測定および光学測定から得られる3つの
ディスクリミナントの関数としての一群の組織タイプを
示すグラフの一例である。
FIG. 7 is an example of a graph showing a panel of tissue types as a function of three discriminants resulting from electrical and optical measurements.

【図8】 子宮頸前癌を検出するように特定的に構成さ
れたプローブの一実施例の使用を示す図である。
FIG. 8 illustrates the use of one example of a probe specifically configured to detect pre-cervical cancer.

【図9】 皮膚癌などを検出するように特定的に構成さ
れたセンサの他の実施例を示す図である。
FIG. 9 illustrates another embodiment of a sensor specifically configured to detect skin cancer and the like.

【図10】 皮膚癌などを検出するための本発明の他の
実施例の部分切取図である。
FIG. 10 is a partial cutaway view of another embodiment of the present invention for detecting skin cancer and the like.

【図11】 ボール屈折ヘッドを含む光学センサの側面
図である。
FIG. 11 is a side view of an optical sensor including a ball refracting head.

【図12】 超音波トランスデューサを含む他の実施例
の図である。
FIG. 12 is a diagram of another embodiment including an ultrasonic transducer.

【図13】 熱刺激および光学刺激を組み込んだプロー
ブ実施例の正面図と側面図である。
FIG. 13 is a front and side view of a probe embodiment incorporating thermal and optical stimuli.

【図14】 電気刺激、光学刺激、および磁気刺激を含
むプローブ実施例の正面図と電気刺激、光学刺激、およ
び磁気刺激を含むプローブ実施例の側面図である。
FIG. 14 is a front view of a probe embodiment including electrical stimulation, optical stimulation, and magnetic stimulation, and a side view of a probe embodiment including electrical stimulation, optical stimulation, and magnetic stimulation.

【図15】 プローブ較正用の構成を示す。FIG. 15 shows a configuration for probe calibration.

【図16】 プローブ較正用の構成を示す。FIG. 16 shows a configuration for probe calibration.

【図17】 プローブ較正の他の実施例を示す。FIG. 17 shows another embodiment of probe calibration.

【図18】 好ましい実施例による検出装置の概略ブロ
ック図である。
FIG. 18 is a schematic block diagram of a detection device according to a preferred embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 外部チューブ、 3 電極、 8 カップリング、
9 ケーブル、 10 プローブ、 20 制御装
置、 21 コンピュータ・システム、 24ディスプ
レイ、 25 キーボード、 30 検鏡、 32 子
宮頸、 34子宮、 41 シャフト、 42 本体、
44 環状くぼみ、 45 センサ
2 external tubes, 3 electrodes, 8 couplings,
9 cable, 10 probe, 20 control device, 21 computer system, 24 display, 25 keyboard, 30 speculum, 32 cervix, 34 uterus, 41 shaft, 42 body,
44 annular recess, 45 sensor

フロントページの続き (72)発明者 ビヴァン・レスリー・レイド オーストラリア国 2577 ニューサウスウ ェールズ州・ウェライ(ヴィア モス ヴ ェイル)・グリーンヒル ロード・(番地 なし)・“グリーンヒルズ" (72)発明者 ヴィクター・ニケロヴィッチ・スクラドネ ヴ オーストラリア国 2022 ニューサウスウ ェールズ州・ボンディ ジャンクション・ ラスヴェン ストリート・89Front Page Continuation (72) Inventor Bivan Leslie Raid 2577 New South Wales, Wellei (Via Moss Vale) Greenhill Road (no street number) “Greenhills” (72) Inventor Victor・ Nikelovich Skladnev Australia 2022 New South Wales Bondi Junction Rasven Street 89

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 前癌活動または癌活動の結果として生理
学的に変化している疑いのある組織を識別する方法にお
いて、 (a)複数の異なる刺激を組織に与えるステップと、 (b)各刺激に対応する組織の応答を検出するステップ
と、 (c)各応答を組み合わせて処理して、組織を範疇分け
するステップと、 (d)予期される組織タイプの既知の一覧表と組織の範
疇分けを比較して組織を識別するステップとを含むこと
を特徴とする方法。
1. A method of identifying tissue suspected of being physiologically altered as a result of pre-cancer activity or cancer activity, comprising: (a) applying a plurality of different stimuli to the tissue; (b) each stimulus. Detecting the response of the tissue corresponding to, (c) combining and processing each response to categorize the tissue, and (d) a known list of expected tissue types and the categorization of the tissue. And comparing to identify tissue.
【請求項2】 前記刺激が、電気刺激、光刺激、音響刺
激、磁気刺激および熱刺激から成る部類から選択される
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the stimulus is selected from the group consisting of electrical stimulus, light stimulus, acoustic stimulus, magnetic stimulus and thermal stimulus.
【請求項3】 前記刺激のうちのどれか1つまたは複数
が、連続刺激信号、パルス連続刺激信号、周波数変調刺
激信号および位相変調刺激信号から成る部類から選択さ
れることを特徴とする請求項2に記載の方法。
3. The one or more of the stimuli is selected from the class consisting of continuous stimulation signals, pulse continuous stimulation signals, frequency modulated stimulation signals and phase modulated stimulation signals. The method described in 2.
【請求項4】 前記光刺激信号が、それぞれ別々のスペ
クトル帯域幅の複数のパルス光信号のシーケンスから成
り、前記シーケンスが、組織の応答が実質的に同時に得
られるほど迅速に繰り返されることを特徴とする請求項
3に記載の方法。
4. The photostimulation signal comprises a sequence of a plurality of pulsed optical signals, each of which has a different spectral bandwidth, and the sequence is repeated so fast that tissue responses are obtained at substantially the same time. The method according to claim 3, wherein
【請求項5】 量子サンプル応答が検出されるように、
すべての前記刺激が実質的に同時に組織に与えられるこ
とを特徴とする請求項2に記載の方法。
5. A quantum sample response is detected,
The method of claim 2, wherein all the stimuli are applied to the tissue at substantially the same time.
【請求項6】 ステップ(c)が、1つまたは複数の所
定のプロセス・ステップによって各前記応答を処理し、
各前記プロセス・ステップごとに、処理された結果を得
て、各前記処理結果を所定の方法で組み合わせて前記組
織の範疇分けを行うことを特徴とする請求項1に記載の
方法。
6. Step (c) processes each said response by one or more predetermined process steps,
The method according to claim 1, wherein the processed results are obtained for each of the process steps, and the processed results are combined in a predetermined method to classify the tissue.
【請求項7】 少なくともN個の刺激(N≧2)が使用
され、前記応答が、少なくともN+1個の前記処理結果
として処理されることを特徴とする請求項6に記載の方
法。
7. The method according to claim 6, wherein at least N stimuli (N ≧ 2) are used and the response is processed as at least N + 1 results of the processing.
【請求項8】 前記刺激が、8つの前記処理結果を提供
する電気刺激および光学刺激から成ることを特徴とする
請求項7に記載の方法。
8. The method of claim 7, wherein the stimulus comprises an electrical stimulus and an optical stimulus that provides eight of the processing results.
【請求項9】 前記処理結果ごとの加重値が、所定のも
のであり、かつ前記一覧表内の組織タイプおよび各前記
処理結果の前記一覧表との特定の関連性に基づく、前記
処理結果の加重合計によって前記処理結果を組み合わせ
ることを特徴とする請求項6に記載の方法。
9. The weighting value for each processing result is a predetermined value, and based on the organization type in the list and a specific association of each processing result with the list, the processing result The method according to claim 6, wherein the processing results are combined by a weighted sum.
【請求項10】 前記プロセス・ステップが、 前記電気刺激および磁気刺激の場合は、振幅応答、周波
数応答、絶対振幅判定、位相応答、スペクトル応答、時
間に対する第1差分応答、および時間に対する第2差分
応答 前記光刺激の場合は、スペクトル応答および空間応答 前記音響刺激の場合は、振幅応答、周波数応答から成る
部類から選択されることを特徴とする請求項6に記載の
方法。
10. The process step includes amplitude response, frequency response, absolute amplitude determination, phase response, spectral response, a first differential response with respect to time, and a second differential with respect to time in the case of the electrical stimulation and magnetic stimulation. Response The method according to claim 6, characterized in that in the case of the optical stimulus, it is selected from the group consisting of an amplitude response and a frequency response in the case of the acoustic stimulus.
【請求項11】 前記処理結果が、線形プログラミン
グ、相互相関、およびニューラル・ネットワークのうち
の1つを使用するアルゴリズム法によって組み合わせら
れることを特徴とする請求項6に記載の方法。
11. The method of claim 6, wherein the processing results are combined by an algorithmic method using one of linear programming, cross-correlation, and neural networks.
【請求項12】 組織タイプの前記一覧表が、手動で検
査され、病理学的に分類され識別されたサンプルの組織
タイプを、前記サンプルからステップ(a)、(b)、
(c)で得られた処理済み応答と相互参照することによ
って得られ、それによって、それらの応答が、前記組織
の手動検査や病理学的分類がないときに、前記方法を使
用することによって得られると予期されることを特徴と
する請求項1に記載の方法。
12. The tissue type of a sample in which the list of tissue types is manually examined and pathologically classified and identified from the sample in steps (a), (b),
Obtained by cross-reference with the processed responses obtained in (c), whereby those responses are obtained by using said method in the absence of manual examination or pathological classification of said tissue The method of claim 1, wherein the method is expected to be.
【請求項13】 前記組織が、子宮頸組織範疇、乳組織
範疇、皮膚組織範疇、前立腺組織範疇、および結腸組織
範疇のうちの1つまたは複数で変化している疑いがある
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
13. The tissue is suspected of being altered in one or more of a cervical tissue category, a breast tissue category, a skin tissue category, a prostate tissue category, and a colon tissue category. The method of claim 1.
【請求項14】 前記処理ステップおよび比較ステップ
がリアルタイムで行われ、前記識別が前記範疇分けと前
記一覧表中の組織タイプとの統計比較から成ることを特
徴とする請求項1に記載の方法。
14. The method of claim 1, wherein the processing and comparing steps are performed in real time, and the identifying comprises a statistical comparison of the categories and tissue types in the list.
【請求項15】 前記組織が生体の一部を形成すること
を特徴とする請求項1に記載の方法。
15. The method of claim 1, wherein the tissue forms part of a living body.
【請求項16】 前癌活動または癌活動の結果として生
理学的に変化している疑いのある組織を識別するための
装置において、 前記組織に当たり、複数の異なる刺激で前記組織を刺激
するように構成された複数のエネルギー源と、それぞれ
の前記刺激に対する前記組織の応答を検出し、かつ前記
応答を制御装置に結合するように構成された複数の検出
器とを備え、前記制御装置が、前記組織を範疇分けする
ために前記応答を組み合わせて処理するように構成され
たプロセッサ構成と、予期される組織タイプの一覧表を
備えるメモリ構成と、前記組織を識別するために、前記
一覧表から得た前記予期される組織タイプと前記組織の
範疇分けを比較する比較構成と、識別された組織タイプ
を前記装置のユーザに示すための指示装置とを備えるこ
とを特徴とする装置。
16. An apparatus for identifying a tissue suspected of being physiologically altered as a result of pre-cancer activity or cancer activity, the apparatus comprising striking the tissue and stimulating the tissue with a plurality of different stimuli. A plurality of energy sources, and a plurality of detectors configured to detect a response of the tissue to each of the stimuli and couple the response to a controller, the controller comprising the tissue A processor configuration configured to combine and process the responses to categorize the response, a memory configuration comprising a list of expected organization types, and a list obtained from the list to identify the organization. A comparison arrangement for comparing the categories of the expected tissue type and the tissue, and an indicating device for indicating the identified tissue type to the user of the device. Device according to claim.
【請求項17】 前記エネルギー源および前記検出器
が、検査中の生体内またはその外部表面上にある前記組
織に接触するように操作者によって操作可能なプローブ
中に構成されることを特徴とする請求項14に記載の装
置。
17. The energy source and the detector are configured in a probe operable by an operator to contact the tissue within or on the exterior surface of the body under examination. The device according to claim 14.
【請求項18】 電子識別を介して、組織に刺激を運ぶ
プローブが数値的に直列化され、プローブを使用するた
びにそのことが自動的に数値的に記録され、所与のプロ
ーブの繰返し使用回数が自動的に事前に制限されること
を特徴とする請求項17に記載の装置。
18. A probe that carries a stimulus to a tissue via electronic identification is numerically serialized and recorded automatically each time the probe is used, the number of repeated uses of a given probe. 18. The device according to claim 17, characterized in that is automatically pre-limited.
【請求項19】 組織に面する形状の一端を有し、少な
くとも一つが、前記一端に至り、かつ前記一端へ向かう
第1の方向へ電磁放射線を運ぶように構成され、少なく
とも他の一つが、前記一端から遠ざかり、前記一端から
遠ざかる第2の方向へ前記電磁放射線を運ぶように構成
された、少なくとも2つの電磁放射線用経路を備えるプ
ローブと、 前記少なくとも1つの第1方向の経路に沿って、前記電
磁放射線を第1の波長で送り、あるいは第1の波長に関
連付けて送るために前記少なくとも1つの第1方向経路
に接続された第1の電磁ジェネレータ手段と、前記少な
くとも1つの第1方向経路に沿って前記電磁放射線を、
前記第1の波長と異なる第2の波長で送るために前記少
なくとも1つの第1方向経路に接続された第2の電磁ジ
ェネレータ手段と、 前記組織によって後方散乱された前記第1および第2の
波長の前記放射線を受け取るために前記少なくとも1つ
の第2方向経路に接続された受取り手段と、 電気信号を前記組織に印加するための少なくとも1つの
電極手段と、前記組織によって結果的に得られる電気応
答を測定するための電気測定手段と、 測定された電気信号と測定され受け取られた放射線を比
較し、それらを既知の値と比較し、それによって組織タ
イプを識別する比較手段とを備えることを特徴とする、
前癌活動または癌活動を含む病変を示すものを含む異な
る組織タイプを識別するための装置。
19. A tissue-facing end, at least one being configured to carry electromagnetic radiation in a first direction towards and at one end, and at least one other A probe comprising at least two electromagnetic radiation paths configured to carry the electromagnetic radiation in a second direction away from the one end and away from the one end; and along the at least one first direction path, First electromagnetic generator means connected to said at least one first directional path for sending said electromagnetic radiation at a first wavelength or in association with said first wavelength; and said at least one first directional path Along said electromagnetic radiation,
Second electromagnetic generator means connected to the at least one first directional path for transmitting at a second wavelength different from the first wavelength; the first and second wavelengths backscattered by the tissue Receiving means connected to the at least one second directional path for receiving the radiation, at least one electrode means for applying an electrical signal to the tissue, and an electrical response resulting from the tissue. Characterized in that it comprises electrical measuring means for measuring the measured electrical signal and comparing means for comparing the measured electrical signal with the received radiation and comparing them with known values, thereby identifying the tissue type. And
An apparatus for identifying different tissue types, including those indicative of precancerous or lesions involving cancerous activity.
【請求項20】 第1の波長の電磁放射線で組織を照射
するステップと、 前記第1の波長と異なる第2の波長の電磁放射線で前記
組織を照射するステップと、 前記組織によって後方散乱された前記第1および第2の
波長の放射線を受け取るステップと、 電気信号を前記組織に供給し、その結果得られる組織の
電気応答を測定するステップと、 前記受け取られた放射線および電気応答信号の数学的変
換を行い、正常組織タイプおよび異常組織タイプの主な
特徴の一覧表と前記数学的変換を比較することによって
前記組織の状態を識別するステップとを含むことを特徴
とする、前癌活動または癌活動の結果として生理学的に
変化している疑いのある組織を識別する方法。
20. Irradiating the tissue with electromagnetic radiation of a first wavelength, irradiating the tissue with electromagnetic radiation of a second wavelength different from the first wavelength, and backscattered by the tissue. Receiving radiation at the first and second wavelengths, providing an electrical signal to the tissue and measuring the resulting electrical response of the tissue; and mathematically receiving the received radiation and electrical response signal. Pre-cancer activity or cancer, comprising the step of performing a transformation and identifying the state of said tissue by comparing said mathematical transformation with a list of the main features of normal and abnormal tissue types. A method of identifying tissue suspected of being physiologically altered as a result of activity.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001517519A (en) * 1997-09-29 2001-10-09 ボストン サイエンティフィック コーポレイション Visible display for intervention devices
JP2001519536A (en) * 1997-10-10 2001-10-23 ボストン サイエンティフィック コーポレイション Micro-spectrometer system
JP2002532181A (en) * 1998-12-23 2002-10-02 メディスペクトラ, インコーポレイテッド Optical method and system for cervical screening
JP2005514144A (en) * 2002-01-09 2005-05-19 ネオガイド システムズ, インコーポレイテッド Apparatus and method for spectroscopic examination of the colon
JP2009516576A (en) * 2005-11-21 2009-04-23 ボストン サイエンティフィック リミテッド System and method for detecting the presence of anomalies in medical images
WO2013051168A1 (en) * 2011-10-03 2013-04-11 Serendipity株式会社 Image pickup device and hard endoscope
KR101405292B1 (en) * 2014-03-11 2014-06-10 의료법인 미래의료재단 Method for detecting filler injection position for woman's promoting sexual feeling
KR20170022454A (en) * 2015-08-20 2017-03-02 경희대학교 산학협력단 Method and apparatus for measuring characteristics of biological tissue using endoscope
WO2021066053A1 (en) * 2019-09-30 2021-04-08 国立大学法人筑波大学 Method for inducing hibernation-like state and device therefor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2486386A1 (en) * 1980-07-09 1982-01-15 Argamakoff Alexis Thermographic and impedance measurer for cancer scanning - has single electrode or matrix supplying temp. and impedance signals
US5036853A (en) * 1988-08-26 1991-08-06 Polartechnics Ltd. Physiological probe
IL91193A (en) * 1989-08-02 1996-01-19 Yeda Res & Dev Tumor detection system

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001517519A (en) * 1997-09-29 2001-10-09 ボストン サイエンティフィック コーポレイション Visible display for intervention devices
JP2001519536A (en) * 1997-10-10 2001-10-23 ボストン サイエンティフィック コーポレイション Micro-spectrometer system
JP2002532181A (en) * 1998-12-23 2002-10-02 メディスペクトラ, インコーポレイテッド Optical method and system for cervical screening
JP2005514144A (en) * 2002-01-09 2005-05-19 ネオガイド システムズ, インコーポレイテッド Apparatus and method for spectroscopic examination of the colon
JP2009516576A (en) * 2005-11-21 2009-04-23 ボストン サイエンティフィック リミテッド System and method for detecting the presence of anomalies in medical images
WO2013051168A1 (en) * 2011-10-03 2013-04-11 Serendipity株式会社 Image pickup device and hard endoscope
KR101405292B1 (en) * 2014-03-11 2014-06-10 의료법인 미래의료재단 Method for detecting filler injection position for woman's promoting sexual feeling
KR20170022454A (en) * 2015-08-20 2017-03-02 경희대학교 산학협력단 Method and apparatus for measuring characteristics of biological tissue using endoscope
WO2021066053A1 (en) * 2019-09-30 2021-04-08 国立大学法人筑波大学 Method for inducing hibernation-like state and device therefor
JPWO2021066053A1 (en) * 2019-09-30 2021-12-09 国立大学法人 筑波大学 How to induce hibernation and devices for it

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