LV15059B

LV15059B - Method and device for mapping tissue chromophore and/or fluorophore by smartphone

Info

Publication number: LV15059B
Application number: LVP-15-83A
Authority: LV
Inventors: Jānis SPĪGULIS; Matīss Lācis; Ilona Kuzmina; Aleksejs Ļihačovs; Zigmars RUPENHEITS; Vladimirs Upmalis
Original assignee: Latvijas Universitāte
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2016-03-20
Also published as: LV15059A

Abstract

Invention relates to imaging technologies and particularly to remote imaging of tissue chromophore and/or fluorophore distribution. The invention provides for a specific supplemental device for smartphones and similar mobile devices and a method of processing the images.

Description

IZGUDROJUMA APRAKSTSDESCRIPTION OF THE INVENTION

Tehnikas nozare [001] Izgudrojums attiecas uz attēlošanas tehnoloģijām, konkrēti - uz audu hromoforu un/vai fluoroforu sadalījuma bezkontakta attēlošanu, izmantojot viedtālruni vai līdzīgu mobilu ierīci.TECHNICAL FIELD The invention relates to imaging technologies, in particular to non-contact imaging of tissue chromophore and / or fluorophore distribution using a smartphone or similar mobile device.

Zināmais tehnikas līmenis [002] Audu sastāvdaļu, piemēram, ādas hromoforu, sadalījuma kartes sniedz diagnostisku informāciju par audu stāvokli un tā izmaiņām fizioloģisku procesu (iekaisumu, pēcoperāciju atjaunošanās, apdegumu dzīšanas, rētu veidošanās, audzēju attīstības u.c.) laikā. Ādas krāsu normālos apstākļos nosaka trīs hromoforas - melanins, oksihemoglobīhs un deoksihemoglobīns (A. R. Young, “Chromophores in human skin, Phys. Med. Biol. 42, 789, 1997). Citas hromoforas - bilirubīna - klātbūtne ādā pieaug aknu darbības traucējumu un mehāniskas mijiedarbības rezultātā: sasitumi, operāciju griezumu sadzīšana (L.L.Randeberg et al., “Skin changes following minor trauma. ” Lasers Surg. Med. 39(5), 403-413, 2007). Ātra un uzticama minēto hromoforu kartēšana patoloģiju gadījumos ir noderīga dermatoloģijā, onkoloģijā, tiesu medicīnā, intensīvajā terapijā, ģimenes ārstu praksēs, personalizētai medicīnai, veselības stāvokļa paškontrolei u.c.BACKGROUND OF THE INVENTION Distribution charts of tissue components, such as skin chromophores, provide diagnostic information about tissue conditions and their changes during physiological processes (inflammation, postoperative recovery, burn healing, scar formation, tumor development, etc.). Skin color under normal conditions is determined by three chromophores, melanin, oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin (A.R. Young, Chromophores in Human Skin, Phys. Med. Biol. 42, 789, 1997). The presence of another chromophore, bilirubin, in the skin is increased as a result of hepatic dysfunction and mechanical interactions: bruises, healing of surgical incisions (LLRandeberg et al., "Skin changes following minor trauma." Lasers Surg. Med. 39 (5), 403-413, 2007). Fast and reliable mapping of the aforementioned chromophores in case of pathologies is useful in dermatology, oncology, forensic medicine, intensive care, GP practice, personalized medicine, self-control of medical conditions, etc.

[003] Audu hromoforu kartes iespējams iegūt no apjomīgiem multispektrālās vai hiperspektrālās refleksijas attēlu datu masīviem, izmantojot izmērīto un modelēto spektru saskaņošanas algoritmus ( D. Jakovels, J. Spīgulis, “2-D mapping of skin chromophores in the spectral range 500-700 nm”, J. Biophoton, v.3, No. 3, pp. 125-129, 2010). Lai novērstu ar audu virsmas atstarošanos saistītās kļūdas, šādās sistēmās parasti izmanto divus savstarpēji perpendikulāri orientētus polarizatorus - vienu aiz gaismas avota un otru pirms attēlu uztverošās kameras (US2005030372 AI). Digitālās RGB kameras ari labi noder hromoforu kartēšanai, jo sarkanajā (R), zaļajā (G) un zilajā (B) diapazonā uztvertos spektrālos attēlus iespējams atdalīt un/vai specifiski attiecināt (Kapsokalyvas D. et al.„ “Spectral morphological analysis of skin lesions with a polarization multispectral dermoscope. ” Opt. Express. 21(4), 4826-40, 2013).[003] Tissue chromophore maps can be obtained from voluminous multispectral or hyperspectral reflection image data arrays using measured and modeled spectral alignment algorithms (D. Jakovel, J. Spigulis, "2-D mapping of skin chromophores in the spectral range 500-700 nm). ”, J. Biophoton, v.3, No. 3, pp. 125-129, 2010). Such systems typically employ two mutually perpendicular polarizers, one behind the light source and the other in front of the imaging camera (US2005030372 AI), to eliminate tissue surface reflection errors. Digital RGB cameras are also well-suited for chromophore mapping because the spectral images captured in the red (R), green (G), and blue (B) ranges can be separated and / or specifically assigned (Spectral morphological analysis of skin lesions with a polarization multispectral dermoscope. ”Opt. Express. 21 (4), 4826-40, 2013).

[004] Spektrālos attēlus var iegūt ari vairāku krāsu šaurjoslas gaismas diožu (LED) apgaismojumā (D.Jakovels et al, “Noncontact monitoring of vascular lesion phototherapy efficiency by RGB multispectral imaging”, J. Biomed Opt. 18(12), 126019, 2013). Šajā un līdzīgos pētījumos izmanto trīs apgaismotas joslas, katra no kurām ir ietverta vienā no attēlu sensora krāsu jutības joslām (R, G vai B). Triju hromoforu saturu katrā attēla zonā (pikselī vai izvēlētajā pikseļu grupā) nosaka, atrisinot 3 vienādojumu sistēmu:Spectral images can also be obtained by multi-color narrow-band light emitting diode (LED) illumination (D.Jakovels et al., J. Biomed Opt. 18 (12), 126019, "Non-contact monitoring of vascular lesion phototherapy efficiency"). 2013). This and similar studies use three illuminated bands, each of which is contained in one of the color sensing bands (R, G, or B) of the image sensor. The content of the three chromophores in each image area (pixel or selected pixel group) is determined by solving a system of 3 equations:

f ^logĪ = ·£ ^Mk(Z)LbW ‘€ι1(λ)ε,(λ))άλ + ļ +/^Μκίλ^ίλ) · (ZiC_il(Ā)£_i(Ā))dX+ J^⁶ M_K(X)L_R(A) (EiCjl(A)_£i(A))dĀf ^log Ī = · £ ^{Mk (Z) LbW} '€ ι1 (λ) ε, (λ)) άλ + + + / ^ Μκίλ ^ ίλ) · (ZiC _i l (Ā) £ _i (Ā)) dX + J ^ ⁶ M _K (X) L _R (A) (EiCjl (A) _{£ i} (A)) dĀ

I “·3 ^л5I “· 3 ^л 5

V K=R,G,B (1), kur С,- meklējamā konkrētās hromoforas koncentrācija, ε- attiecīgās hromoforas ekstinkcijas koeficients, I , I , I - detektētie R, G, В signāli no balta atstarotāja (references), I , I , I - detektētie R, G, В signāli no mērķa audiem, Μ (λ), Μ (λ), Μ (λ) - attēlu sensora R, G un В joslu spektrālās jutības, L (λ), L (λ), L (λ) - apgaismojuma RGB spektri trijos spektrālajos intervālos, 1(λ)- absorbcijas ceļš mērķa audos pie attiecīgiem viļņu garumiem.VK = R, G, B (1) where С, - desired concentration of the particular chromophore, ε- extinction coefficient of the corresponding chromophore, I, I, I - detected R, G, В signals from the white reflector (reference), I, I , I - detected R, G, В signals from the target tissue, Μ (λ), Μ (λ), Μ (λ) - spectral sensitivity of the image sensor R, G and В bands, L (λ), L (λ), L (λ) - RGB illumination spectra at three spectral intervals, 1 (λ) - absorption path at target wavelengths.

[005] Ari fluorescence sniedz vērtīgu informāciju par audu iekšējo struktūru (US2014364745 AI). Ādas fluoroforu sadalījumu iespējams kartēt, izmantojot fluorescences dzīves laika attēlošanas tehniku {A.Ehlers et ai., Fluorescence lifetime imaging of human skin and hair”, Proc. SPIE, v. 6089, 6089ON, 2006) vai attēlojot fluorescences fotoizbalēšanas ātrumus (J.Spigulis et al., Imaging of laser-excited tissue autofluorescence bleaching rates, Appl. Opt., v. 48, No. 10, pp. D163-D168, 2009). Dzīves laika attēlošanas ierīču izmēri parasti ir lieli, kas apgrūtina to izmantošanu klīniskiem mērījumiem, savukārt fluorescences fotoizbalēšanas ātrumu attēlošanai papildus izmanto datoru, kas ari rada neērtības. Fluorescences metožu plašākam pielietojumam nepieciešami kompaktāki risinājumi.Ari fluorescence also provides valuable information on the internal structure of tissues (US2014364745 AI). The distribution of skin fluorophores can be mapped using a fluorescence lifetime imaging technique {A.Ehlers et al., Fluorescence lifetime imaging of human skin and hair ”, Proc. SPIE, v. 6089, 6089ON, 2006) or depicting fluorescence photo-fading rates (J. Spigulis et al., Imaging of laser-excited tissue autofluorescence bleaching rates, Appl. Opt., V. 48, No. 10, pp. D163-D168, 2009). . Lifetime imaging devices are usually large in size, which makes it difficult to use them for clinical measurements, while fluorescence photo fading speeds are additionally used by a computer, which also causes inconvenience. More extensive applications of fluorescence methods require more compact solutions.

[006] Ir zināmas ari portatīvas ierices ar iebūvētiem apgaismošanas, attēlošanas un signālu apstrādes blokiem (LV14749 un Sklmager: a concept device for in-vivo skin assessment by multimodal imaging”, Proc. Est. Acad. Sci. 63(3), 213-220, 2014), bet zināmās ierices vēl ir agrīnā attīstības fāzē un nav pietiekami klīniski aprobētas.Portable devices with built-in lighting, display, and signal processing units are also known (LV14749 and Sklmager: A Concept Device for In-vivo Skin Assessment by Multimodal Imaging, Proc. Est. Acad. Sci. 63 (3), 213). -220, 2014), but known devices are still in the early stages of development and have not been sufficiently clinically tested.

[007] Pašlaik pasaulē ir ap 2 miljardiem viedtālruņu lietotāju (http://www.emarketer.com/Article/Smartphone-Users-Worldwide-Will-Total-175-Billion2014/1010536). Daļa no tiem, īpaši veselības aprūpē iesaistītās personas, labprāt izmanto viedtālruņus ari veselības stāvokļa un/vai audu sastāva novērtēšanai. Jaunākās paaudzes viedtālruņi, planšetdatori, klēpj datori un līdzīgas mobilas ierices satur elementus, kas parasti tiek izmantoti audu komponentu kartēšanai augstas izšķirtspējas digitālas krāsu fotokamerās, šķidro kristālu displejos, jaudīgos procesoros un LED gaismas avotos. Optiskam ādas novērtējumam tiek piedāvāts izmantot viedtālruņus (US2014313303, JP2014131121).[007] There are currently approximately 2 billion smartphone users worldwide (http://www.emarketer.com/Article/Smartphone-Users-Worldwide-Will-Total-175-Billion2014/1010536). Some of them, especially those involved in healthcare, are happy to use smartphones to assess their health and / or tissue composition. The latest generation of smartphones, tablets, laptops and similar mobile devices contain elements commonly used to map tissue components to high-resolution digital color cameras, liquid crystal displays, powerful processors and LED light sources. Smartphones (US2014313303, JP2014131121) are suggested for optical skin assessment.

[008] Viedtālrunis komplektā ar vairāku krāsu kalibrēšanas kartīti ir izmantojams ādas bilirubīna noteikšanai baltā apgaismojumā (http://www.sciencedaily.com/releases/2014/08/140827122511 .htm). Pievienojot ārējus, piemēram, vairāku caurlaidības joslu optiskos filtrus (http://www.semrock.com/multibandfilter-set-terminology.aspx) baltās gaismas diodei un/vai fotokameras objektīvam, kuri atrodas uz viedtālruņa aizmugurējā paneļa, iespējams modificēt sistēmas spektrālo jutību. Šādi filtri tomēr ir dārgi un ir nepieciešamas īpašas tehnoloģijas, lai ar tiem nodrošinātu vairāku hromoforu noteikšanu.[008] The smartphone, complete with a multi-color calibration card, is used to detect skin bilirubin under white light (http://www.sciencedaily.com/releases/2014/08/140827122511.htm). By adding external, such as multi-band optical filters (http://www.semrock.com/multibandfilter-set-terminology.aspx), to the white LED and / or camera lens on the back of the smartphone, it is possible to modify the system's spectral sensitivity. . However, such filters are expensive and require special technology to provide multiple chromophore detection.

[009] Arī viedtālruņa priekšējā kamera ir izmantojama audu analīzei, piemēram, šķidro kristālu displeja apgaismojumā (US2015005644). Šo tehniku principā ir iespējams tālāk attīstīt arī audu hromoforu kartēšanai. Spektrāli specifiskā apgaismojumā ir iespējama ļoti ātra audu hromoforu kartēšana ar RGB kamerām, pat ar vienu momentuzņēmumu. Vienlaikus apgaismojot audus ar atdalītām spektrāllīnijām, izdodas no viena RGB attēla datu kopas izdalīt vairākus monohromatiskus spektrālos attēlus (WO2013135311). Nesen bija demonstrēta iespēja ar vienu momentuzņēmumu kartēt trīs galvenās ādas hromoforas trīs lāzera līniju apgaismojumā (J.Spigulis andl.Oshina, “Snapshot RGB mapping of skin melanin and haemoglobin”, J.Biomed.Opt, 20(5), 050503, 2015). Šī pieeja attēla uzņemšanā var tikt tālāk attīstīta, izmantojot viedtālruņa fotokameru.The smartphone's front camera is also usable for tissue analysis, such as liquid crystal display light (US2015005644). In principle, this technique can also be further developed for tissue chromophore mapping. In spectral-specific illumination, very fast mapping of tissue chromophores with RGB cameras is possible, even with a single snapshot. By simultaneously illuminating tissues with separated spectral lines, several monochromatic spectral images can be extracted from a single RGB image dataset (WO2013135311). Recently, a single snapshot of the ability to map three major skin chromophores under the light of three laser lines has been demonstrated (J. Spigulis and l.Oshina, Snapshot RGB Mapping of Skin Melanin and Haemoglobin, J. Biomed.Opt, 20 (5), 050503, 2015) . This approach to picture taking can be further developed with a smartphone camera.

[010] Aplūkotie zināmie risinājumi visumā apstiprina iespēju izmantot viedtālruņus un/vai līdzīgas mobilas ierīces attālinātai audu hromoforu un/vai fluoroforu kartēšanai, ja ir pieejamas šim mērķim atbilstošas metodes un ierīces.[010] The known solutions contemplated generally confirm the use of smartphones and / or similar mobile devices for remote mapping of tissue chromophores and / or fluorophores, provided that methods and devices suitable for the purpose are available.

Izgudrojuma izklāsts [011] Izgudrojuma mērķis ir nodrošināt ērtu viedtālruņu vai līdzīgu mobilu ierīču, kas satur vismaz vienu fotokameru, displeju, procesoru bloku un bateriju, izmantošanu audu hromoforu un/vai fluoroforu bezkontakta kartēšanai.DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is to provide convenient use of smartphones or similar mobile devices containing at least one camera, display, processor unit and battery for non-contact mapping of tissue chromophores and / or fluorophores.

{012] Šim nolūkam tiek piedāvāts izmantot viedtālruņu tehniskās iespējas - uz displeja attēlot audu hromoforu un/vai fluoroforu sadalījuma kartes un/vai patoloģiju raksturojošu parametru kritiskās vērtības, pārveidojot ar savu fotokameru uzņemtos noteikta audu apgabala attēlus spektrāli specifiskā apgaismojumā un izmantojot datu apstrādei savus iekšējos resursus. Izgudrojums ietver attēlu apstrādes metodes un piecus ierīču variantus.For this purpose, it is proposed to utilize the technical capabilities of smartphones by displaying tissue chromophore and / or fluorophore distribution maps and / or critical values of pathology parameters by transforming images of a particular tissue region taken with your camera into spectrally specific illumination and using resources. The invention includes image processing methods and five device variants.

Г0131 Zīmējumu īss aprakstsГ0131 Brief description of drawings

Fig. 1 ir attēlots ierīces variants bez viedtālruņa (a) un ar to (b).FIG. 1 depicts a variant of the device without a smartphone (a) and with (b).

Fig.2 ir attēlota gredzenveida gaismas avota ierīce ar difuzoru un polarizatoru. Fig.3 ir attēlots ierīces konstruktīvais risinājums ar konisku gaismas aizsegsienu.Fig. 2 illustrates an annular light source device with a diffuser and a polarizer. Fig. 3 illustrates an embodiment of the device with a conical light shield.

Fig.4 ir attēlota ierīces ar cilindrisku (a) un konisku (b) gaismas aizsegsienu shēma.Fig. 4 is a diagram of a device with a cylindrical (a) and conical (b) light barrier.

Fig.5 ir attēloti izmērītie viedtālruņa SonyXperia Go displeja vienkrāsas emisijas (B - zils, G -zaļš, R - sarkans) spektri.Fig.5 shows the measured monochrome emission spectrum (B - blue, G - green, R - red) of the SonyXperia Go smartphone.

Fig.6 ir attēlota shēma attēlu uzņemšanai ar viedtālruņa priekšējo kameru un audu apgaismojumu ar sāniski noliektu displeja starojumu.Fig. 6 is a schematic diagram of a picture taken with a smartphone's front camera and tissue illumination with side-tilted display radiation.

Fig.7 ir attēlots ierīces variants bez viedtālruņa (a) un ar to (b).Fig. 7 shows a variant of the device without a smartphone (a) and with it (b).

Fig. 8 ir attēlota ierīces optiskā shēma audu apgaismošanai ar vairākiem lāzeru viļņu garumiem.FIG. Fig. 8 shows an optical scheme of a device for illuminating tissues with multiple laser wavelengths.

Fig.9 ir attēlota ierīces lāzeru apgaismošanas sistēmas uzbūve.Fig. 9 illustrates the structure of a laser illumination system of the device.

Fig. 10 ir attēlots attēlu apstrādes algoritms audu hromoforu kartēšanai.FIG. 10 depicts an image processing algorithm for mapping chromophores of tissues.

Fig.l 1 un Fig. 12 ir attēlots detalizēts attēlu apstrādes algoritms audu hromoforu kartēšanai. Fig. 13 ir attēlots attēlu apstrādes algoritms audu fluoroforu kartēšanai.1 and FIG. Figure 12 depicts a detailed image processing algorithm for mapping chromophores of tissues. FIG. Figure 13 depicts an image processing algorithm for tissue fluorophore mapping.

1.variants: universāla platforma audu hromoforu kartēšanai ar viedtālruni.Option 1: A universal platform for mapping tissue chromophores with a smartphone.

[014] Piedāvātā ierīce (fig.l) ietver plakanu platformu 1, kurā izveidota ar pirmo polarizatoru aizklātu atveri 2 viedtālruņa 3 (vai līdzīgas mobilas ierīces ar instalētu atbilstošu programmu) aizmugurējā paneļa kamerai. Platformas 1 virsma klāta ar lipīgu, nesmērējošu vielu, kas nodrošina viedtālruņa, planšetdatora vai līdzīgas mobilas ierīces kameras fiksāciju pret atveri 2 attēlu uzņemšanas laikā. Šī konstrukcija ir universāla un ir savienojama ar jebkuru viedtālruni, planšetdatoru vai līdzīgu mobilo ierīci, neatkarīgi no izmēra, kameras novietojuma un citiem parametriem.The proposed device (fig. 1) comprises a flat platform 1 formed with a first polarizer-blinded opening 2 for the back panel camera of a smartphone 3 (or similar mobile device with the appropriate software installed). The surface of platform 1 is covered with an adhesive, non-staining agent that secures the camera to the aperture 2 of the smartphone, tablet or similar mobile device during image capture. This design is versatile and compatible with any smartphone, tablet or similar mobile device, regardless of size, camera location and other parameters.

[015] Platformas 1 otrajā pusē ir nostiprināts nodalījums 4 uzlādējamām baterijām un elektronikas shēmām, kā arī gaismu necaurlaidīga cilindriska aizsargsiena 5, kas vienlaikus fiksē attālumu starp kameras objektīvu un kontaktā ar to esošo izmeklējamo audu virsmu. Mazāku virsmas laukumu attēlošanai cilindra 5 apakšdaļā atrodas regulējama atvēruma īrisa diafragma vai ekranējošu disku komplekts ar dažāda diametra apaļām atverēm centrā.On the other side of the platform 1, there is a secured compartment 4 for rechargeable batteries and electronic circuits, as well as a light-proof cylindrical protective wall 5 which simultaneously fixes the distance between the camera lens and the tissue surface to be examined. For displaying smaller surface areas, an adjustable orifice iris diaphragm or a set of shielding discs with different diameter circular openings in the center is provided at the bottom of the cylinder.

[016] Spektrāli specifisku audu apgaismojumu nodrošina vairāku piemērotu šaurjoslas emisijas gaismas diožu (LED) gredzens 7, kura diametrs pārsniedz atveres 2 diametru (fig.2). Gredzens 7 ir nostiprināts platformas 1 pretējā pusē ekranējošā cilindra 5 iekšpusē un ir pārklāts ar difuzora plēvi 8, kas nodrošina mērķa virsmas vienmērīgu apgaismojumu, un aiz tās ar polarizatora plēvi 9, kuras polarizācijas virziens ir orientēts perpendikulāri pirmajam polarizatora 10 polarizācijas virzienam, lai novērstu audu virsmas atstarojumu detektēšanu. Gredzenu 7 veido šaurjoslas LED komplekts, kas ietver vismaz zilo, zaļo un sarkano spektra apgabalu. Nodalījumā 4 esošais draivers, kuru caur USB kabeli vai bezvadu savienojumu vada viedtālrunī instalēta programma, secīgi ieslēdz katru apgaismojuma krāsu uz laiku 0,1...1,0 s, kurā tiek uzņemts vismaz viens spektrālais attēls. Vienlaikus visas ieslēgtās gaismas diodes nodrošina baltu apgaismojumu audu krāsu attēla uzņemšanai. Visi iegūtie attēli tiek tālāk apstrādāti ar viedtālrunī instalētu programmu, izmantojot zemāk aprakstīto algoritmu. Aprēķinātās hromoforu kartes parādās uz viedtālruņa ekrāna dažu sekunžu laikā un var tikt analizētas vizuāli vai noglabātas viedtālruņa atmiņā tālākai apstrādei.Spectral-specific tissue illumination is provided by a number of suitable narrow band emitting diode (LED) rings 7 having a diameter greater than the aperture 2 (FIG. 2). The ring 7 is mounted on the opposite side of the platform 1 inside the shielding cylinder 5 and is covered with a diffuser film 8 which provides uniform illumination of the target surface and thereafter with a polarizer film 9 whose polarization direction is oriented perpendicular to the first polarization direction of the polarizer 10. surface reflection detection. Ring 7 is made up of a narrow band LED set that includes at least the blue, green and red spectral areas. The driver in partition 4, which is controlled by software installed on the smartphone via a USB cable or wireless connection, turns on each illumination color sequentially for 0.1 ... 1.0 s, which captures at least one spectral image. At the same time, all the LEDs on provide white illumination to capture the color of the tissue. All resulting images are further processed by a program installed on your smartphone using the algorithm described below. Calculated chromophore maps appear on the smartphone screen within seconds and can be analyzed visually or stored in the smartphone memory for further processing.

[017] Cits ierīces konstruktīvais risinājums ir ilustrēts fig.3. Lai nodrošinātu labāku piekļuvi izliektām, ieliektām vai citādi grūti pieejamām audu virsmām, ekranējošais cilindrs 5 ir aizvietots ar ekranējošu konusu 11, kuram ir attiecīgi samazināta attēla zona.[017] Another embodiment of the device is illustrated in FIG. To provide better access to curved, concave or otherwise difficult to access tissue surfaces, the screening cylinder 5 is replaced by a screening cone 11 having a correspondingly reduced image area.

2.variants: universāla platforma audu fluoroforu kartēšanai ar viedtālruniOption 2: Universal platform for mapping tissue fluorophores with smartphone

Г0181 2.variants ietver 1.varianta elementus ar dažām modifikācijām, kas nodrošina audu fluorescences attēlošanu. Gredzenveida avots 7 nav pārklāts un satur vienu vai vārākās fluorescences ierosmei noderīgas LED, piemēram, ar starojumu spektra rajonā 400-450 nm, un vienu vai vairākas baltās gaismas LED audu krāsu attēla uzņemšanai ar viedtālruņa fotokameru. Pirmajā polarizatora 10 vietā atvere 2 ir aizklāta ar optisko filtru, kas aiztur fluorescences ierosmes starojuma viļņus.Г0181 Variant 2 includes elements of Variant 1 with some modifications that provide tissue fluorescence imaging. The annular source 7 is uncoated and contains one or more bright fluorescence excitation LEDs, e.g., in the spectral range of 400-450 nm, and one or more white light LEDs for tissue color imaging with a smartphone camera. In the first location of the polarizer 10, the aperture 2 is covered with an optical filter that retains the fluorescence excitation radiation waves.

[019] Gaismas diodes staro nepārtrauktā režīmā un audu apstarojuma ilgumu nosaka viedtālrunī instalētā programma. Viena audu apgabala fluorescences attēlus uzņem ar viedtālruņa fotokameru video režīmā vismaz 20 sekundes ar kadru maiņas intervālu vismaz 1 kadrs sekundē. Katra attēla pikseļa (vai izvēlētās pikseļu grupas) B-izejas signālus izmanto reference!, kamēr G- un R-izejas signāli veido fluorescences attēlus attiecīgajās · · spektra'· joslās un reģistrē fluorescences ' fotoizbalēšanu laikā. ' Ja' · tiek ierosinātas vienlaikus vairākas audu fluoroforas, to fotoizbalēšanas ātrumi var atšķirties, attiecīgi izmainot signālu laika atkarības G un R reģistrācijas kanālos. Audu fluoroforas un/vai to grupas tiek identificētas un kartētas, izmantojot viedtālrunī instalētu programmu ar aprakstīto fluoroforu kartēšanas algoritmu (fig.13). Fluoroforu sadalījuma kartes un/vai attiecīgais video parādās uz viedtālruņa ekrāna dažu sekunžu laikā; attēlu faili var tikt saglabāti viedtālruņa atmiņā turpmākai analīzei.[019] The LEDs are emitted in continuous mode and the duration of tissue irradiation is determined by a program installed on the smartphone. Fluorescence images of a single tissue area are taken with the smartphone camera in video mode for at least 20 seconds with a frame rate of at least 1 frame per second. The B-output signals of each pixel (or selected pixel group) of the image are used as reference !, while the G- and R-output signals produce fluorescence images in their respective spectral bands and record fluorescence during photo fading. If several tissue fluorophores are excited at the same time, their photo-fading rates may vary, altering the signal-time dependence of the G and R recording channels, respectively. Tissue fluorophores and / or groups thereof are identified and mapped using a software program installed on the smartphone using the described fluorophore mapping algorithm (FIG. 13). Fluorophore distribution maps and / or relevant video appear on the smartphone screen within seconds; image files can be stored in the smartphone memory for further analysis.

3. variants: konstrukcija audu hromoforu un/vai fluoroforu kartēšanai ar viedtālruni.Option 3: Construction of a smartphone mapping chromophore and / or fluorophore.

[020] Lai samazinātu 1. un/vai 2. ierīces variantu izmērus, platforma 1 ir izveidota diska formā ar ārējo diametru, kas vienāds ar ekranējošā cilindra 5 vai ekranējošā konusa 11 pamatnes diametru (fig.4). LED gredzena 7 barošanu un vadību nodrošina, attiecīgi, viedtālruņa baterija un viedtālrunī instalētā programma, savienojumam izmantojot kabeli, kas pieslēgts viedtālruņa USB portam. Audu hromoforu un/vai fluoroforu karšu aprēķins un to izvade uz viedtālruņa ekrāna notiek ar tajā instalētām programmām atbilstoši augstāk sniegtajiem aprakstiem. Šis risinājums nodrošina ērtāku audu sastāvdaļu kartēšanu, tomēr nav tik universāls kā divi iepriekš aprakstītie, jo viedtālruņa vai līdzīgas mobilās ierīces konkrētā modeļa baterijas parametri ierobežo strāvas stiprumu LED gredzena 7 barošanai.In order to reduce the dimensions of the variants 1 and / or 2, the platform 1 is formed in the form of a disc having an outer diameter equal to the diameter of the base of the shielding cylinder 5 or shielding cone 11 (FIG. 4). The LED ring 7 is powered and controlled by the smartphone battery and the application installed on the smartphone, respectively, via a cable connected to the smartphone's USB port. Calculation of the tissue chromophores and / or fluorophore maps and their display on the smartphone screen is carried out by the programs installed on the smartphone as described above. This solution provides a more convenient mapping of tissue components, but is not as versatile as the two described above, because the specific battery model of the smartphone or similar mobile device limits the amperage of the LED ring 7.

4. variants: viedtālruņa turētājs ar gaismu noliecošu elementu audu hromoforu kartēšanai [021] Laboratorijas mērījumi apliecināja, ka viedtālruņa vienkrāsas displejs var emitēt samērā šaurās spektra joslās, kas ir salīdzināmas ar LED emisijas joslām (fig.5). Tas paver iespēju audu hromoforu kartēšanai, spektrāli selektīvi apgaismot audus no viedtālruņa displeja, atsakoties no vairāku krāsu LED gaismas avota. Spektrālo attēlu uzņemšanai ir izmantojama viedtālruņa priekšējā fotokamera, kas parasti ir novietota priekšējā paneļa augšējā stūrī; diemžēl pretī tai esošo attēla zonu displejs apgaismo nevienmērīgi, ja netiek izmantoti papildu optiskie elementi.Option 4: Smartphone Holder with Light Bending Element for Tissue Chromophore Mapping [021] Laboratory measurements confirmed that the smartphone's monochrome display can emit in relatively narrow spectral bands comparable to LED emission bands (Fig. 5). It enables tissue chromophore mapping by spectrally selectively illuminating tissue from the smartphone display, eliminating the need for a multi-color LED light source. The smartphone's front camera, usually located in the top corner of the front panel, is used to capture spectral images; unfortunately, the display area opposite to it illuminates unevenly when no additional optical elements are used.

[022] Lai nodrošinātu vienmērīgu audu virsmas apgaismojumu iepretim viedtālruņa priekšējai fotokamerai, tā displejam tiek pievienota mikrostrukturētu prizmu plēve (http://www.film-optics.co.uk/index.php/lighting) vai līdzīgs gaismu novirzošs optisks elements, ievērojot ģeometrisku nosacījumu attālumam x starp viedtālruņa priekšējo paneli un audu virsmu: x = A * ctg a, kur A ir attālums starp viedtālruņa displeja un priekšējās kameras viduspunktiem, bet α ir gaismas nolieces leņķis (fig.6).[022] A microstructured prism film (http://www.film-optics.co.uk/index.php/lighting) or similar light-guiding optical element is attached to the display of the smartphone to provide uniform tissue surface illumination in front of the smartphone's front camera. the geometric distance x between the smartphone's front panel and the tissue surface: x = A * ctg a, where A is the distance between the midpoints of the smartphone's display and front camera, and α is the angle of inclination of the light (Fig.6).

[023] Ierīces 4. variantā ir dobs turētājs ar gaismu ekranējošām malām 13, kurš novietots uz audu virsmas. Turētāja augšējā virsma atrodas attālumā x no audu virsmas un ir daļēji klāta ar atbilstoši orientētu mikrostrukturētu prizmu plēvi (vai līdzīgu gaismu noliecošu elementu) 14, kas ir kontaktā ar uz tās uzliktā viedtālruņa displeju (fig.7). Augšējā virsmā pretī viedtālruņa priekšējai kamerai ir izveidota atvere; iespējams, ka atvere ir aizklāta ar attiecīgi orientētu polarizatora plēvi audu virsmas atstarojuma aizturēšanai. Ekranējošās malas paplašinājums 15 nodrošina pilnu audu attēla zonu iepretim viedtālruņa priekšējai kamerai.In embodiment 4, the device has a hollow holder with light shielding edges 13, which is placed on a tissue surface. The upper surface of the holder is located at a distance x from the surface of the tissue and is partially covered by a properly oriented microstructured prism film (or similar light-bending element) 14 which is in contact with a smartphone display mounted thereon (Fig.7). There is an opening in the upper surface opposite the smartphone's front camera; it is possible that the aperture is covered with an appropriately oriented polarizer film to prevent reflection of the tissue surface. The screen edge extension 15 provides a full tissue image area in front of the smartphone's front camera.

[024] Tiek piedāvāts arī alternatīvs risinājums - pret viedtālruņa displeju augšējā virsmā ir izveidota atvere, bet pret tā priekšējo kameru ir novietots slīps spogulis, caurspīdīgs ķīlis vai cits optisks elements, kas noliec kameras redzes lauku par leņķi α (ievērojot to pašu ģeometrisko nosacījumu attālumam x), lai optimāli attēlotu displeja apgaismoto audu apgabalu.[024] An alternative solution is also provided: the smartphone display has an aperture on the top surface, but a slanted mirror, a transparent wedge or other optical element is disposed toward its front camera, which tilts the camera's field of view at an angle α (subject to the same geometric condition x) to optimally display the area of the tissue illuminated by the display.

5.variants - universāla platforma audu hromoforu kaitēšanai ar vienu momentuzņēmumu [025] Agrākie pētījumi demonstrēja iespēju izdalīt no viena RGB momentuzņēmuma datu kopas vairākus monohromatiskus spektrālos attēlus ar sekojošu galveno ādas hromoforu kartēšanu, ja apgaismojumam izmanto vienlaikus vairākas diskrētas spektrāllīnijas (J.Spigulis and I.Oshina, “Snapshot RGB mapping of skin melanin and haemoglobin”, J.BiomedOpt, 20(5), 050503, 2015). Šis paņēmiens ir izmantots šajā ierīces variantā, kas nodrošina vairāku hromoforu kartēšanu, izmantojot tikai vienu viedtālruņa momentuzņēmumu.Variant 5 - Universal Snapshot Platform for Tissue Chromophore Damage [025] Earlier studies demonstrated the ability to extract multiple monochromatic spectral images from a single RGB snapshot dataset with subsequent mapping of major skin chromophores when using multiple discrete spectral lines for illumination (J.Spigulis and I .Oshina, Snapshot RGB Mapping of Skin Melanin and Haemoglobin, J. BiomedOpt, 20 (5), 050503, 2015). This technique is used in this version of the device, which provides the mapping of multiple chromophores with just one smartphone snapshot.

[026] lence satur elementus 1-5 (fig.l), kā ari gredzenveida polarizācijas plēvi 9. Audu apgaismošanai LED gredzens 7 ir aizvietots ar plakanu gredzenveida difuzora disku 16, kas izgatavots no gaismu izkliedējoša materiāla, piemēram, pienstikla. Disku 16 cieši aptver cits tā paša biezuma gredzenveida disks 17, kas izgatavots no caurspīdīga materiāla ar 45° leņķī slīpi pulētām malām; abu disku virsējās un slīpās malas pārklātas ar atstarojošu spoguļslāni (fig.8). Ekranējošā cilindra 5 iekšpusē koaksiāli ir izvietoti vairāki lāzermoduļi ar dažādiem starojuma viļņu garumiem tā, lai to izejas stari būtu virzīti uz slīpi pulētajām diska 17 malām, bet pēc atstarošanās no tām radiāli kristu uz difuzora disku 16. Diskā 16 izkliedētā gaisma nodrošina zem cilindra 5 esošās audu virsmas vienmērīgu apgaismojumu vienlaicīgi ar visiem izmantotajiem lāzeru viļņu garumiem (fig.9).The belt comprises elements 1-5 (FIG. 1) as well as an annular polarization film 9. For tissue illumination, the LED ring 7 is replaced by a flat annular diffuser disk 16 made of a light scattering material such as milk glass. The disc 16 is tightly surrounded by another annular disc 17 of the same thickness made of a transparent material with polished edges at an angle of 45 °; the upper and inclined edges of both discs are covered with a reflective reflective layer (Fig.8). Inside the shielding cylinder 5, a plurality of laser modules having different wavelengths of radiation are coaxially arranged so that their output beams are directed to the oblique polished edges of the disk 17 but, after reflection, fall radially on the diffuser disk 16. uniform illumination of tissue surfaces simultaneously with all laser wavelengths used (fig.9).

[027] Alternatīvi ārējais disks 17 tiek aizvietots ar radiāli orientētām optiskām šķiedrām vai citiem piemērotiem gaismasvadiem, kas pievada diskam 16 citur novietotu lāzermoduļu starojumu.Alternatively, the outer disk 17 is replaced by radially oriented optical fibers or other suitable light conductors that deliver to the disk 16 radiation emitted by laser modules elsewhere.

[028] Salīdzinot ar zināmajām lāzeru apgaismojuma metodēm, kurās izmanto stara paplašinātājus vai izkliedējošus elementus, kas novietoti tieši starp lāzeru un mērķa apgabalu, piedāvātais risinājums nodrošina vienmērīgāku izvēlētā audu apgabala apgaismojumu, jo disks 16 funkcionē kā izotropisks virsmas starotājs, ievērojami mazinot iespēju pie audu virsmas veidoties graudveida lāzerspekliem.[028] Compared with known laser illumination methods using beam extenders or scattering elements placed directly between the laser and the target area, the proposed solution provides smoother illumination of the selected tissue region, as the disk 16 functions as an isotropic surface emitter, greatly reducing surfaces to form grainy laser beams.

[029] Izvēlētā audu rajona momentuzņēmumu izdara ar viedtālruņa aizmugurējā paneļa kameru, kad visi lāzeri ir ieslēgti. Attēlu apstrādi hromoforu karšu izvadam uz viedtālruņa ekrāna veic viedtālrunī instalēta programma, izmantojot piedāvāto algoritmu. Metode audu hromoforu kartēšanai [030] Aprēķinot hromoforu kartes atbilstoši vienādojumam (1) vai citā līdzīgā veidā, spektrālās reflektances vai refleksijas optiskā blīvuma noteikšanai ir nepieciešams izmērīt atstaroto signālu no specifiska references reflektora. Visbiežāk par tādu tiek izvēlēts balts papīrs, balta keramikas plāksnīte vai cits balts (neabsorbējošs) materiāls. Tomēr šāda izvēle var novest pie ievērojamām hromoforu kartēšanas kļūdām, ja virsmas atstarojuma slāpēšanai izmanto iepriekš aplūkoto krustotu polarizatoru sistēmu, ļaujot attēlu sensoram detektēt tikai difuzi atstaroto gaismu. Izkliedes anizotropijas faktors g <cos ф>, kur ф-fotona nolieces leņķis vienā izkliedes aktā, references materiālā un analizējamajos audos var būtiski atšķirties, līdz ar to ieviešot kļūdas hromoforu karšu aprēķinos.[029] A snapshot of the selected tissue area is taken with the back panel camera of the smartphone when all lasers are on. Image processing for the output of chromophore cards to the smartphone screen is performed by a program installed on the smartphone using the proposed algorithm. Method for Tissue Chromophore Mapping Calculating chromophore maps according to equation (1) or otherwise, it is necessary to measure the reflected signal from a specific reference reflector to determine spectral reflectance or reflection optical density. Most often, white paper, white ceramic plate or other white (non-absorbent) material is chosen for this. However, this choice can lead to significant chromophore mapping errors when using the cross-polarization system discussed above to suppress surface reflection, allowing the image sensor to detect only diffused reflected light. The scattering anisotropy factor g <cos ф>, where the angle of inclination of the ф-photon in one scatter, the reference material and the tissue to be analyzed, can vary significantly, thus introducing errors in the calculation of the chromophore maps.

[031] Audu hromoforu kartēšanai ar viedtālruni baltās references vietā tiek piedāvāts izmantot veselo audu apgabalu, kura struktūra un izkliedes parametri būtiski neatšķiras no analizējamā audu patoloģijas apgabala un kas atrodas tam blakus vai pietiekoši tuvu. Piemēram, ja blakus apgabals ir iekaisis vai patoloģijas rajons aizņem praktiski visu attēla zonu, referencei uzņem atsevišķu attēlu no veseliem audiem iespējami tuvu patoloģijas vietai. Ja patoloģija aizņem mazāk nekā pusi no attēla, viedtālrunī instalētā programma nosaka vienāda izmēra interešu rajonus, piemēram, attēla centrā (patoloģijas vietā) un attēla stūros vai gredzenveida zonā ap attēla centru (nebojātu audu apgabals), ar sekojošu references vērtību vidējdšanu un izmantošanu hromoforu relatīvā sadalījuma karšu aprēķinos.[031] For tissue chromophoric mapping with a smartphone, it is proposed to use an area of healthy tissue that is substantially adjacent to or sufficiently close to the tissue pathology region to be analyzed, with a structure and distribution characteristics that are not substantially different. For example, if the adjacent area is inflamed or the pathology area covers practically the entire area of the image, the reference will take a single image of healthy tissue as close to the pathology site as possible. If the pathology occupies less than half of the image, the application installed on the smartphone identifies areas of interest of equal size, for example, in the center of the image (site of pathology) and corners or in the annular area around the center of the image (intact tissue area) distribution card calculations.

[032] Attēlu apstrādes pamatalgoritma shēma ir parādīta fig.10. Hromoforu sadalījuma kartes iegūšanas process sākas ar references attēlu iegūšanu solī 801. Nākamajā solī 802 operators izvēlas prioritātes katram hromoforu sadalījumam. Vissvarīgākais (prioritāte #1) hromoforu sadalījums shēmā tiek apzīmēts ar PHi, vismazāk svarīgais РНз. Solī 803 tiek iegūti trīs RGB attēli - katram apgaismojuma viļņa garuma diapazonam ir viens attēls. Pēc tam tiek uzsākta iegūto 3 attēlu apstrāde. Vispirms katram hromoforu sadalījumam tiek inicializēts dalījuma koeficients Ni 804. Dalījuma koeficients nosaka, cik lielās pikseļu grupās nākamajos apstrādes posmos apstrādājamie attēli tiks dalīti. Solī 805 katrai hromoforai tiek inicializēts ātruma koeficients SF,, kas nosaka, cik ātri apstrādes algoritms konverģē un beidz darbu. SF tiek uzstādīts atbilstoši viedtālruņa procesora iespējām un prasībām attiecībā uz ātrumu, cik ilgā laikā nepieciešams iegūt hromoforu sadalījumu. Katras grupas ietvaros individuālās pikseļu intensitātes tiek aizvietotas ar pikseļu grupas vidējo vērtību. Solī 807 apstrādājamie attēli tiek sadalīti pikseļu grupās, izmantojot dalījuma koeficientus Ni. Katras grupas ietvaros individuālās pikseļu intensitātes tiek aizvietotas ar pikseļu grupas vidējo vērtību, iegūstot attēlus Itempi.A schematic diagram of the basic image processing algorithm is shown in FIG. The process of obtaining the chromophore partition map begins with obtaining reference images in step 801. In the next step 802, the operator selects priorities for each chromophore partition. The most important (priority # 1) chromophore distribution in the scheme is designated PHi, the least important is РНз. In step 803, three RGB images are obtained - one image per wavelength range of illumination. The resulting 3 images are then processed. First, a resolution of Ni 804 is initialized for each chromophore partition. In step 805, the speed factor SF is initialized for each chromophore, which determines how quickly the processing algorithm converges and stops working. The SF is installed according to the capabilities of the smartphone processor and the speed at which it takes to obtain chromophore distribution. Within each group, the individual pixel intensities are replaced by the average value of the pixel group. In step 807, the images to be processed are divided into groups of pixels using Ni. Within each group, the individual pixel intensities are replaced by the average value of the pixel group to produce the images in Itempi.

[033] Fig.ll ir parādīta detalizēta attēlu dalīšanas shēma. Pēc tam solī 808 tiek sastādīta un risināta vienādojumu sistēma (1) vai arī, izmantojot matemātisko optimizāciju, tiek meklētas vērtības Ci no vienādojuma (1), kas minimizē vidējo kļūdu visu pikseļu kopā starp vērtībām attēlos Ii un vērtībām, kas iegūtas, izmantojot vienādojumu (1). Iegūtās Ci vērtības ir hromoforu sadalījuma kandidātvērtības un tiek saglabātas vēlākai apstrādei. Katrā ciklā, kas ietver soļus 806-809, katram pikselim tiek iegūtas jaunas Ci vērtības, kas tiks apstrādātas solī 810. Solī 809 tiek aprēķinātas jaunas vērtības sadalījuma koeficientam Ni, izmantojot ātruma koeficientu SFi, tiek aprēķināta jauna vērtība.[033] Fig. 11 shows a detailed picture-sharing scheme. Then, in step 808, the system of equations (1) is constructed and solved, or, using mathematical optimization, the values of Ci from equation (1) are minimized, which minimizes the average error of all pixels between the values in Ii and the values obtained by 1). The resulting Ci values are candidate values for chromophore distribution and are retained for further processing. In each cycle that includes steps 806-809, new values of Ci are obtained for each pixel, which will be processed in step 810. In step 809, new values are calculated for the partition coefficient Ni using the velocity factor SFi, a new value is calculated.

[034] Fig.12 parādīta detalizēta shēma sadalījuma koeficienta aprēķinam. Ja hromoforu sadalījumam ir zemākā prioritāte РНз (attēla 1_рьз platums / Nph3 < 1 vai attēla 1рнз garums / Nph3 < 1) solī 806, tad kandidātvērtību aprēķins tiek apstādināts un tiek uzsākta vērtību apstrāde solī 810. Apstrādes laikā tiek izslēgtas vērtības, kas mazākas par 0, kā arī vērtības, kas pārāk daudz atšķiras no citām vērtībām. Pēdējais solis ir hromoforu sadalījuma kaitējuma iegūšana, izmantojot atlikušās kandidātvērtības solī 811. Hromoforu sadalījums no kandidātvērtībām var tikt iegūts, aprēķinot vidējās mediānas, kā arī katram pikselim no kandidātvērtībām izvēloties to vērtību, kurai kļūda starp intensitāšu vērtībām attēlos Ii un vērtībām, kas iegūtas, izmantojot vienādojumu (1), ir vismazākā.Fig. 12 shows a detailed scheme for calculating the partition coefficient. If the chromophore partition has the lowest priority РНз (image 1 _р з width / Nph3 <1 or image 1 frame length / Nph3 <1) in step 806, the candidate value calculation is stopped and values processing in step 810 is started. 0, as well as values that are too different from other values. The final step is to obtain the damage of the chromophore distribution using the residual candidate values in step 811. The chromophore distribution from the candidate values can be obtained by averaging the median and selecting the value for each pixel from the candidate values for which the error between the intensities Equation (1) is the smallest.

...... .......[035]. . . Pēc hromoforu - kartēšanas - viedtālruņa programma 'aprēķina-- - un - izvada- - uz displeja patoloģijas rajona fizioloģiski un/vai klīniski nozīmīgu kritēriju vērtības, tajā skaitā spektrālo reflektanci k(X) = Ι(λ)/Ιο(λ)(2), kur Ι(λ) un Ιο(λ) - pie viļņu garuma λ detektētās intensitātes, attiecīgi no mērķa zonas un references zonas, un/vai optisko blīvumu...... ....... [035]. . . The chromophore - mapping - smartphone program 'calculates - - and - outputs - values for physiologically and / or clinically relevant criteria for the display pathology region, including spectral reflectance k (X) = Ι (λ) / Ιο (λ) (2). ), where Ι (λ) and Ιο (λ) at the detected intensity at wavelength λ from the target area and the reference area, respectively, and / or optical density

OD(X) = log k(X)(3), un/vai patoloģijas kritērijuOD (X) = log k (X) (3) and / or pathology criterion

Z = C(pat) / C(hea)(4), kas raksturo noteiktās hromoforas koncentrācijas patoloģijas rajonā C(pat) relatīvo pieaugumu vai samazinājumu, salīdzinot ar tās koncentrāciju veselos audos C(hea).Z = C (pat) / C (hea) (4), which represents the relative increase or decrease of a given chromophore concentration in the pathology region C (pat) compared to its concentration in healthy tissue C (hea).

[036] Viedtālrunī instalētā programma vienu vai vārākās ar formulām (2)-(4) noteiktās parametru vērtības izvada uz displeja un salīdzina ar iepriekš klīniski novērtētajām kritiskām vērtībām, kas atbilst attiecīgās patoloģijas dažādām bīstamības pakāpēm. Par konstatēto bīstamības līmeni tiek signalizēts, izmainot uz displeja izvadīto ciparu vai displeja fona krāsu, nodrošinot ciparu mirgošanu dažādās frekvencēs, ar skaņas signāliem vai izmantojot cita veida indikāciju.[036] The program installed on the smartphone outputs one or more of the parameter values defined by formulas (2) to (4) and compares it to previously clinically evaluated critical values corresponding to the various degrees of severity of the respective pathology. The detected level of danger is signaled by changing the color of the number displayed on the display or the background color of the display, ensuring that the numerals flicker at different frequencies, with acoustic signals or other indication.

[037] Tiek piedāvāta metode kartēt audu fluoroforas vai to grupas atbilstoši fotoizbalēšanas ātrumu sadalījumam dažādās audu. zonās, kas noteikts atsevišķi viedtālruņa fotokameras G un R krāsu kanālos un papildus raksturot fluorescences fotoizbalēšanas dinamiku, veidojot secīgus parametriskus attēlus, kuros katrā pikselī vai to grupā ir atainota G un R kanālos detektēto signālu izmaiņa fiksētā laika momentā intervālā 0 - 20 s, un no šiem attēliem tālāk ir izveidots, piemēram, videofails. Gan statiskā fluoroforu sadalījuma karte, gan minētais videofails, vai cita veida dinamiska fluorescences procesa vizualizācija tiek izvadīta uz viedtālruņa ekrāna ar instalētās programmas palīdzību.A method for mapping tissue fluorophores or groups thereof according to the distribution of photo-fading rates across tissues is proposed. zones defined separately in the G and R color channels of the smartphone camera, and to further characterize the fluorescence photo-fading dynamics by producing sequential parametric images showing the change of signals detected in the G and R channels at a fixed time interval of 0 - 20 s in each pixel or group; for example, a video file is created for these images below. Both the static fluorophore distribution map and the aforementioned video file, or other dynamic visualization of the fluorescence process, are output to the smartphone screen via an installed application.

[038] Attēlu apstrādes algoritma shēma ir fig.13, kur ar AF apzīmēta autofluorescence (t.i. audu pašfluorescence bez papildu vielu-marķeru klātbūtnes). Procedūra ietver sekojošus soļus:The schematic of the image processing algorithm is in Fig. 13, where AF is denoted autofluorescence (i.e., self-fluorescence of tissues without the presence of additional substance markers). The procedure includes the following steps:

901. Krāsu RGB attēla uzņemšana baltā LED apgaismojumā.901. Color RGB image capture with white LED light.

902. Periodiska spektrāli filtrētu audu AF attēlu uzņemšana vismaz 20 sekunžu laika ar periodu ne ilgāku par 1 sekundi.902. Periodic acquisition of spectral filtered tissue AF images for a period of at least 20 seconds with a period not exceeding 1 second.

903. AF attēlu pārveidošana datu kopā „koordināte-krāsa-laiks” Ajqy^fR^BLtec]903. Converting AF Images to a Coordinate-Color-Time dataset Ajqy ^ fR ^ BLtec]

904. AF fotoizbalēšanu raksturojošo fluorescences signālu starpību aprēķins, kas reģistrēti pikselī vai pikseļu grupā starta brīdī (t=0) un laika brīdī t (1 ...20 s): Dx,y,t=Gt=o “ Gt un/vai Ox^^Rt^ ~ Rt904. Calculation of the difference between fluorescence signals characterizing AF photo-fading recorded in a pixel or group of pixels at start (t = 0) and at time t (1 ... 20 s): Dx, y, t = Gt = o “Gt and / or Ox ^^ Rt ^ ~ Rt

905. Maskas izveide atbilstoši sliekšņa vērtībām: ja D_x,_y,t>0, tad Mx_>y,t=255, citādi Mx,_y,t=0.905. Creating a mask according to threshold values: if D _x , _y , t> 0, then Mx _{> y} , t = 255, otherwise Mx, _y , t = 0.

906. Rx,_y apgabalu iezīmēšana,, kas atbilst maskas Mx,_y,t nosacījumiem.906. Marking Rx, _y areas, which satisfy the conditions of the mask Mx, _y , t.

907. Secīgu attēlus Rx,_y izveide atbilstoši maskas Mx,_y,t nosacījumiem, piemēram, video formātā.907. Creating sequential images Rx, _y according to the conditions of the mask Mx, _y , t, for example, in video format.

[039] Piedāvātā ierīce un metode ir paredzētas ātrai audu hromoforu un/vai fluoroforu sadalījuma bezkontakta attēlošanai, izmantojot viedtālruni vai līdzīgu mobilu ierīci. Ierīce nodrošina ātru ādas hromoforu un eritēmas indeksa sadalījuma noteikšanu, kas noder gan ādas veidojumu ekspress diagnostikā, gan to attīstības vai dzīšanas procesu monitoringā.The device and method provided are for rapid non-contact imaging of tissue chromophore and / or fluorophore distribution using a smartphone or similar mobile device. The device provides fast detection of skin chromophores and erythema index distribution, which is useful both for the express diagnosis of skin formations and for monitoring their development or healing processes.

Claims

......... ........................ CLAIMS .......... ...... .........

1. A device for mapping chromophores of tissues comprising a smartphone or similar mobile device with a digital RGB camera and an accessory for obtaining a plurality of spectral images of the same tissue area and calculating, characterized in that said accessory comprises a flat, sticky platform containing an aperture. one side is mounted on the back panel of the smartphone, and on the other side of the platform is a first polarizer that filters directly reflected light rays, a camera ring-opening light-emitting diode (LED) ring, and a second polarizer perpendicular to the first polarizer rechargeable battery and / or electronics circuits, and are fitted with cylindrical or tapered light-shielding walls that provide the necessary distance to the surface to be captured to capture a sharp image.

The device according to claim 1, wherein the LED ring is covered with a diffuser.

The device of claim 1, wherein the LED ring comprises one or more LEDs for tissue fluorescence excitation emitted in the 400-450 nm spectral range, at least one white LED and an optical filter.

A device according to any one of the preceding claims, wherein the platform is formed in the form of a disk having an outer diameter equal to the diameter of a light shielding wall base of cylindrical or conical shape, and powered and controlled by an LED ring for a smartphone or similar mobile device, respectively. the installed program would connect a flexible cable through its USB port.

The device of claim 1, wherein the smartphone or similar mobile device camera is located at a distance x = A * ctg a from the surface of the tissue to be examined, where A is the distance between the camera and the center of the display, α is the angle of inclination illumination and light shielding with the top surface of the smartphone holder facing the camera with an aperture or inclined mirror, a transparent prism or other element that tilts the field of view in the center of the display at an angle a, and optimum representation of the tissue area at x from the uncovered display, in addition, the display of a smartphone or similar mobile device is covered with a reflective film or other light-bending element.

The device according to claim 1, comprising a scattering diffuser in the form of a single smartphone snapshot, in the form of a ring-shaped diffuser, whose outer edges are radially directed by a plurality of laser module beams of different wavelengths using an outer annular disk with oblique polished edges provide uniform illumination of the tissue area at the same time as all wavelengths used.

A method for mapping tissue chromophores using a device according to any one of claims 1 to

Claim 6, wherein the values of both of these parameters, as well as the criterion [C (even) /, are used to determine the spectral reflectance and / or optical density of the tissue pathology area with a smartphone camera adjacent to or close to the pathology site and pathology hazard assessment. C (hea)] value, where C (pat) and C (hea) are calculated concentrations of the chromophore (s) in the tissue pathology and in the healthy area, respectively, which are compared with clinically based pathology hazard thresholds and pathology hazard levels with colors on your smartphone screen, digital flickering at different frequencies, beeps, or any other indication.

The method of claim 7, wherein the smartphone mapping tissue fluorophores utilizes a RGB fluorescence image taken by the camera sequentially under steady-state optical excitation using light emitting diodes in the 400-450 nm range and sequentially captured for at least 20 seconds, in addition, all B-band signals separated from the pixels and G and R signals for tissue fluorescence and fluorescence photo-fading rates are used for reference and photo-fading rate distribution maps and / or video files are used to identify fluorophores or groups thereof the signals of each pixel or group of pixels.