RU2370202C1 - Automated device for diagnosing oncopathologies in gynecology - Google Patents

Automated device for diagnosing oncopathologies in gynecology Download PDF

Info

Publication number
RU2370202C1
RU2370202C1 RU2008102618/14A RU2008102618A RU2370202C1 RU 2370202 C1 RU2370202 C1 RU 2370202C1 RU 2008102618/14 A RU2008102618/14 A RU 2008102618/14A RU 2008102618 A RU2008102618 A RU 2008102618A RU 2370202 C1 RU2370202 C1 RU 2370202C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
group
optical
outputs
inputs
simulator
Prior art date
Application number
RU2008102618/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008102618A (en
Inventor
Валерий Денисович Белокрылов (RU)
Валерий Денисович Белокрылов
Анжелика Юрьевна Коваленко (RU)
Анжелика Юрьевна Коваленко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Гурания"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Гурания" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Гурания"
Priority to RU2008102618/14A priority Critical patent/RU2370202C1/en
Publication of RU2008102618A publication Critical patent/RU2008102618A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2370202C1 publication Critical patent/RU2370202C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medical equipment and can be used for diagnostics of oncopathologies in gynecology at early stages. Device contains hysteroscope, two groups of optic fibres, group of irradiation sources, spectrometre, personal ECM and connected to it through standard interface colour videocamera. Pathology imitator and norm imitator are made with possibility to show imitations of various secondary luminescent glow from pathological and healthy tissue when probing irradiation is supplied on them from irradiation source and with possibility of their alternate optic switching to outlets of optic fibres of first group, to inlets of optic fibres of second group.
EFFECT: invention allows to extend functional possibilities as to fixation of colour video images of pathological regions, to increase spectral resolving power in wide range of wave length and to carry out operative control of work efficiency.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в эндоскопической люминесцентной диагностике ранних стадий онкологических заболеваний в гинекологии.The invention relates to medical equipment and can be used in endoscopic luminescent diagnosis of the early stages of cancer in gynecology.

Известно устройство, позволяющее обнаружить изъязвленные участки обследуемой полости внутренних органов при визуальном наблюдении внутренних органов и их освещении в области видимого излучения (заявка Японии №6323776, кл. А61В 5/00).A device is known that allows you to detect ulcerated areas of the examined cavity of the internal organs during visual observation of internal organs and their illumination in the field of visible radiation (Japanese application No. 6323776, class A61B 5/00).

Близким к предлагаемому изобретению является эндоскоп (авт. св. СССР №929050, кл. А61В 1/00, 1982, БИ №19), содержащий в своем составе канал освещения, к которому через оптический переключатель поочередно подключается источник ультрафиолетового (УФ) освещения и источник видимого света, последовательно подсоединенные к выходу канала освещения окуляр, монохроматический фильтр и спектрометрический детектор, а вход канала освещения через объектив связан с обследуемой поверхностью внутреннего органа пациента.Close to the proposed invention is an endoscope (ed. St. USSR No. 929050, class A61B 1/00, 1982, BI No. 19), which contains a lighting channel to which an ultraviolet (UV) light source is alternately connected through an optical switch and a visible light source, an eyepiece, a monochromatic filter and a spectrometric detector connected in series to the output of the illumination channel, and the illumination channel input through the lens is connected to the examined surface of the patient’s internal organ.

Достоинством известного устройства является то, что в нем диагноз о наличии той или иной патологии производится на основе последовательного визуального анализа спектра флюоресцентного свечения, возбуждаемого зондирующим УФ-излучением, не травмируя участки обследуемой слизистой.The advantage of the known device is that in it the diagnosis of the presence of one or another pathology is made on the basis of a sequential visual analysis of the fluorescence spectrum excited by probing UV radiation without injuring the sections of the mucous membrane being examined.

Однако известное устройство обладает рядом недостатков:However, the known device has several disadvantages:

во-первых, недостаточной точностью диагностики и недостаточной точностью локализации патологического очага;firstly, insufficient diagnostic accuracy and insufficient accuracy of localization of the pathological focus;

во-вторых, неудобством при эксплуатации;secondly, inconvenience during operation;

в-третьих, субъективностью квалификации вида патологии обследуемого участка и невозможностью выявления онкопатологии на ранних стадиях.thirdly, the subjectivity of the qualification of the type of pathology of the examined area and the inability to identify oncopathology in the early stages.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является автоматизированное устройство для диагностики в онкологии (пат. РФ №2088156, кл. А61В 10/00), включающее конструктивно объединенные канал освещения с окуляром и объективом и инструментальный канал эндоскопа, вход канала освещения через переключатель оптически связан с выходами источников светового и зондирующего воздействий, содержит группу селективных спектрометрических датчиков, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, группу управляемых источников световых воздействий и персональную ЭВМ, две группы оптических волокон, входы оптических волокон первой группы являются оптическими входами устройства, а их выходы соответственно соединены с входами группы селективных спектрометрических датчиков, выходы которых через многоканальный аналого-цифровой преобразователь подключены к информационным входам персональной ЭВМ, информационный выход которой является информационным выходом устройства, а управляющие выходы персональной ЭВМ подключены соответственно к входам управляемых источников световых воздействий группы, выходы которых оптически связаны с входами соответствующих оптических волокон второй группы, выходы которых являются оптическими выходами устройства.Closest to the proposed invention is an automated device for diagnostics in oncology (US Pat. RF No. 2088156, class A61B 10/00), which includes a structurally integrated illumination channel with an eyepiece and lens and an endoscope instrument channel, the input of the illumination channel through a switch is optically connected to the outputs sources of light and sounding effects, contains a group of selective spectrometric sensors, a multi-channel analog-to-digital converter, a group of controlled sources of light effects and a mainframe computer, two groups of optical fibers, the inputs of the optical fibers of the first group are the optical inputs of the device, and their outputs are respectively connected to the inputs of the group of selective spectrometric sensors, the outputs of which are connected through the multi-channel analog-to-digital converter to the information inputs of a personal computer, the information output of which is information the output of the device, and the control outputs of the personal computer are connected respectively to the inputs of the controlled light sources the first group, the outputs of which are optically coupled to the inputs of respective optical fibers of the second group, the outputs of which are optical devices outputs.

В указанном устройстве, выбранном в качестве прототипа, по оптическим волокнам второй группы на исследуемую поверхность подается зондирующее оптическое излучение. Под воздействием зондирующего оптического излучения на исследуемой поверхности возникает вторичное люминесцентное излучение, воспринимаемое оптическими волокнами первой группы. Данное устройство выгодно отличается от предыдущего отсутствием отмеченных недостатков и высокой степенью автоматизации.In the specified device, selected as a prototype, probing optical radiation is supplied through the optical fibers of the second group to the test surface. Under the influence of probe optical radiation, secondary luminescent radiation arises on the surface under study, which is perceived by the optical fibers of the first group. This device compares favorably with the previous one in the absence of the noted shortcomings and a high degree of automation.

Однако при эндоскопических люминесцентных исследованиях в гинекологии уровни сигналов зондирующего излучения на выходе оптических волокон толщиной, например, 50 мкм малы и не могут быть измерены сертифицированными средствами измерений. Тем более чрезвычайно малы уровни наведенного (под действием зондирующего изучения) вторичного люминесцентного свечения. Поэтому зачастую трудно понять, либо мал отклик (вторичного люминесцентного свечения от обследуемой поверхности), либо есть дефект в оптоэлектронных трактах.However, in endoscopic luminescence studies in gynecology, the signal levels of the probing radiation at the output of optical fibers with a thickness of, for example, 50 μm are small and cannot be measured by certified measuring instruments. Moreover, the levels of induced (under the influence of a sounding study) secondary luminescence are extremely small. Therefore, it is often difficult to understand either the response is small (secondary luminescence from the examined surface) or there is a defect in the optoelectronic paths.

При эксплуатации устройств-прототипов отмечалась недостаточная помехозащищенность от изменений освещенности в медицинском кабинете.During the operation of the prototype devices, insufficient noise immunity from changes in illumination in the medical office was noted.

Кроме того, устройство-прототип имеет недостаточную разрешающую способность спектрального анализа вторичного люминесцентного свечения, ограничиваемую конечным числом селективных спектрометрических датчиков, представляющих сочетание узкополосных оптических фильтров, устанавливаемых на входе серийных широкополосных фотоприемников.In addition, the prototype device has insufficient resolution of the spectral analysis of the secondary luminescent glow, limited by a finite number of selective spectrometric sensors, which are a combination of narrow-band optical filters installed at the input of serial broadband photodetectors.

Цель изобретения - улучшение технических и эксплуатационных характеристик устройства для диагностики онкопатологий в гинекологии в части увеличения разрешающей способности спектрального анализа вторичного люминесцентного излучения, оперативного контроля работоспособности устройства, увеличения помехозащищенности и возможности фиксации цветной видеоинформации патологических участков.The purpose of the invention is to improve the technical and operational characteristics of the device for the diagnosis of cancer pathology in gynecology in terms of increasing the resolution of the spectral analysis of secondary luminescent radiation, operational monitoring of the health of the device, increasing noise immunity and the ability to fix color video information of pathological areas.

Цель достигается тем, что автоматизированное устройство для диагностики онкопатологий в гинекологии, содержащее конструктивно объединенные канал освещения с окуляром и объективом и инструментальный канал эндоскопа, две группы оптических волокон, группу управляемых источников оптических воздействий, персональную ЭВМ, информационный выход которой является информационным выходом устройства, один управляющий выход персональной ЭВМ подключен к входу запуска группы управляемых источников оптических воздействий, выходы которой оптически связаны с входами первой группы оптических волокон, выходы которых являются оптическими выходами устройства, входы второй группы оптических волокон являются оптическими входами устройства, дополнительно содержит цветную видеокамеру, спектрометр, имитатор патологии и имитатор нормы, которые выполнены с возможностью показаний имитации соответственно различного вторичного люминесцентного свечения от патологической и здоровой тканей при подаче на них зондирующего излучения от источника излучения, а также с возможностью поочередного оптического подключения их к выходам оптических волокон первой группы и входам оптических волокон второй группы, выходы оптических волокон второй группы подключены к оптическому входу спектрометра, информационные выходы которого через USB-порт подключены к информационным входам персональной ЭВМ, второй и третий управляющие выходы которой подключены соответственно к входу запуска спектрометра и к входу запуска цветной видеокамеры, причем на внешней боковой поверхности волокон второй группы нанесены металлизированные нанопокрытия.The goal is achieved in that an automated device for the diagnosis of cancer pathology in gynecology, containing structurally combined illumination channel with an eyepiece and lens and an endoscope instrument channel, two groups of optical fibers, a group of controlled sources of optical effects, a personal computer, the information output of which is the information output of the device, one the control output of a personal computer is connected to the start input of a group of controlled sources of optical effects, the outputs of which are optically the ki are connected to the inputs of the first group of optical fibers, the outputs of which are the optical outputs of the device, the inputs of the second group of optical fibers are the optical inputs of the device, further comprises a color video camera, spectrometer, pathology simulator and a rate simulator, which are capable of reading simulations of correspondingly different secondary luminescent glows from pathological and healthy tissues when probing radiation is supplied to them from a radiation source, as well as with the possibility of alternating on their optical connection to the outputs of the optical fibers of the first group and the inputs of the optical fibers of the second group, the outputs of the optical fibers of the second group are connected to the optical input of the spectrometer, the information outputs of which are connected via USB to the information inputs of a personal computer, the second and third control outputs of which are connected respectively to the start input of the spectrometer and to the start input of the color video camera, and metallized nanocoatings are deposited on the outer side surface of the fibers of the second group.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Автоматизированное устройство для диагностики онкопатологий в гинекологии содержит конструктивно объединенные канал освещения 1 с окуляром 2 и объективом 3 и инструментальный канал 4 эндоскопа, группу 5 управляемых источников оптических воздействий, персональную ЭВМ 7, две группы оптических волокон 6 и 9, спектрометр 8, цветную видеокамеру 10, имитатор патологии 11, имитатор нормы 12. Входы второй группы оптических волокон 9 являются оптическими входами 13 устройства. Для увеличения помехозащищенности устройства от изменения освещенности в медицинском кабинете на внешней боковой поверхности оптических волокон 9 второй группы нанесены металлические нанопокрытия. Выходы второй группы оптических волокон 9 связаны с волоконным входом спектрометра 8, информационные выходы которого через USB-порт соединены с информационными входами персональной ЭВМ 7, один управляющий выход которой соединен с входом запуска группы 5 управляемых источников оптических воздействий. Выходы группы 5 управляемых источников оптических воздействий оптически связаны с входами первой группы 6 оптических волокон, выходы которой являются оптическими выходами 14 устройства. Информационные выходы цветной видеокамеры 10 подключены к информационным входам персональной ЭВМ 7 по стандартному интерфейсу. Оптический вход цветной видеокамеры совмещен с окуляром 2. Для оперативной проверки работоспособности устройства оно содержит имитатор патологии 11 и имитатор нормы 12, к которым во время проверки обеспечивается оптическая связь с входами 13 и выходами 14 устройства.An automated device for the diagnosis of cancer pathology in gynecology contains a structurally combined illumination channel 1 with an eyepiece 2 and a lens 3 and an endoscope instrument channel 4, a group of 5 controlled sources of optical effects, a personal computer 7, two groups of optical fibers 6 and 9, a spectrometer 8, a color video camera 10 , a pathology simulator 11, a norm simulator 12. The inputs of the second group of optical fibers 9 are the optical inputs 13 of the device. To increase the noise immunity of the device from changes in illumination in the medical office, metal nanocoatings are applied on the outer side surface of the optical fibers 9 of the second group. The outputs of the second group of optical fibers 9 are connected to the fiber input of the spectrometer 8, the information outputs of which are connected via USB to the information inputs of a personal computer 7, one control output of which is connected to the start input of group 5 of the controlled sources of optical effects. The outputs of group 5 of controlled sources of optical effects are optically coupled to the inputs of the first group 6 of optical fibers, the outputs of which are optical outputs 14 of the device. The information outputs of the color video camera 10 are connected to the information inputs of a personal computer 7 via a standard interface. The optical input of the color video camera is combined with the eyepiece 2. For operational verification of the device’s operability, it contains a pathology simulator 11 and a norm 12 simulator, which during the test provides optical communication with the inputs 13 and 14 of the device.

На чертеже под позицией 15 обозначена обследуемая поверхность.In the drawing, under the number 15 denotes the examined surface.

Управляемые источники 5 оптических воздействий предназначены для формирования излучения в ультрафиолетовом, видимом, инфракрасном диапазоне длин волн, а параметры излучения (например, интенсивность излучения, спектр, доза облучения, продолжительность сеанса) задаются от персональной ЭВМ 7.Managed sources of 5 optical effects are designed to generate radiation in the ultraviolet, visible, infrared wavelength range, and radiation parameters (for example, radiation intensity, spectrum, radiation dose, session duration) are set from a personal computer 7.

В группе управляемых источников 5 оптических воздействий могут быть использованы, например, ультрафиолетовый излучатель, инфракрасные полупроводниковые диоды, светодиоды красного, синего цвета и другие управляемые серийные источники излучения. Управление интенсивностью источников производится путем изменения управляющих воздействий (для лазерных диодов, светодиодов - изменение значения тока питания, для импульсных источников с нерегулируемой амплитудой - путем изменения частоты и скважности импульсов светового излучения).In the group of controlled sources of 5 optical effects, for example, an ultraviolet emitter, infrared semiconductor diodes, red, blue LEDs and other controlled serial radiation sources can be used. The intensity of the sources is controlled by changing the control actions (for laser diodes, LEDs - changing the value of the supply current, for pulsed sources with unregulated amplitude - by changing the frequency and duty cycle of light pulses).

Имитаторы патологии 11 и нормы 12 могут быть выполнены в виде цилиндрических стаканов, на дне которых помещены разные оптические среды, дающие различное вторичное люминесцентное свечение при подаче на них зондирующего излучения. Имитатор патологии 11 является моделью вторичного люминесцентного излучения от патологической ткани (с максимумом обычно в середине видимого диапазона длин волн). Имитатор нормы 12 является моделью вторичного люминесцентного излучения от здоровой ткани (с максимумом обычно в коротковолновой части видимого диапазона длин волн с интенсивностью сигналов отклика от зондирующего сигнала на порядок меньше по сравнению с имитатором патологии).Simulators of pathology 11 and norm 12 can be made in the form of cylindrical glasses, at the bottom of which various optical media are placed, giving different secondary luminescent glow when probing radiation is applied to them. Pathology simulator 11 is a model of secondary luminescent radiation from pathological tissue (with a maximum usually in the middle of the visible wavelength range). The simulator of norm 12 is a model of secondary luminescence radiation from healthy tissue (with a maximum usually in the short-wavelength part of the visible wavelength range with the intensity of the response signals from the probing signal is an order of magnitude lower compared to the simulator of pathology).

Устройство может работать в нескольких режимах: 1) визуального наблюдения; 2) диагностики; 3) терапевтического светового воздействия.The device can operate in several modes: 1) visual observation; 2) diagnostics; 3) therapeutic light exposure.

В режиме визуального наблюдения видимый свет от источника 5, через канал освещения 1 и объектив 3 освещает участок обследуемой поверхности 15. Изображение освещенного участка через объектив 3, канал освещения 1 и окуляр 2 визуально наблюдают до обнаружения подозреваемого (изъявленного) участка, требующего более точной диагностики.In visual observation mode, visible light from source 5, through illumination channel 1 and lens 3, illuminates a portion of the surface being examined 15. An image of the illuminated portion through lens 3, illumination channel 1 and eyepiece 2 is visually observed until a suspected (identified) area is detected that requires more accurate diagnosis .

В режиме диагностики объектив 3 остается ориентированным на подозреваемый участок обследуемой поверхности. В инструментальный канал 4 эндоскопа (гистероскопа) вводится оптоволоконный жгут (в котором уложены волокна первой и второй групп). К волокнам первой группы 6 подключен выход группы источников 5 зондирующего излучения, а к волокнам второй группы 9 - волоконный вход спектрометра 8. Дистальный торец оптоволоконного жгута (с излучающими торцами первой группы волокон 6 и приемными торцами второй группы волокон 9) устанавливается в непосредственной близости от обследуемой поверхности. Зондирующее излучение поступает на исследуемый участок поверхности, где возникает вторичное люминесцентное (флуоресцентное) свечение.In diagnostic mode, the lens 3 remains focused on the suspected area of the examined surface. An optical fiber bundle (in which the fibers of the first and second groups are laid) is inserted into the instrumental channel 4 of the endoscope (hysteroscope). The fibers of the first group 6 are connected to the output of the group of probing radiation sources 5, and the fibers of the second group 9 are the fiber input of the spectrometer 8. The distal end of the fiber optic bundle (with the radiating ends of the first group of fibers 6 and the receiving ends of the second group of fibers 9) is installed in the immediate vicinity the examined surface. The probe radiation enters the studied surface area, where a secondary luminescent (fluorescent) glow occurs.

Для проведения точечной диагностики выбранного подозреваемого участка обследуемой поверхности через инструментальный канал 4 гистероскопа к точкам этого участка обследуемой поверхности поочередно подводят вход 14 оптических волокон 6. В процессе точечной диагностики последовательно обходят входом 14 все точки подозреваемого участка обследуемой поверхности. Флуоресцентные сигналы, возбуждаемые на обследуемой поверхности под воздействием зондирующего излучения из волокон 6, через волокна второй группы 9 поступают на входы спектрометра 8. Распределения интенсивностей (уровней) спектральных составляющих флуоресцентных сигналов от здоровой и патологической тканей различаются. Коды уровней спектральных составляющих в привязке к кодам длин волн с информационных выходов спектрометра 8 поступают на информационные входы персональной ЭВМ 7.To conduct point diagnostics of the selected suspected area of the examined surface through the instrument channel 4 of the hysteroscope, the input 14 of the optical fibers 6 are alternately brought to the points of this section of the examined surface 6. During the point diagnostics, all points of the suspected area of the examined surface are bypassed by input 14. The fluorescent signals excited on the surface under the influence of probing radiation from fibers 6, through the fibers of the second group 9 are fed to the inputs of the spectrometer 8. The distributions of the intensities (levels) of the spectral components of the fluorescent signals from healthy and pathological tissues are different. Codes of levels of spectral components in relation to the wavelength codes from the information outputs of the spectrometer 8 are fed to the information inputs of a personal computer 7.

Принцип формирования диагностических сигналов и алгоритм работы ЭВМ в этом режиме состоят в следующем.The principle of formation of diagnostic signals and the algorithm of the computer in this mode are as follows.

Весь диапазон длин волн флуоресцентного свечения разбивается на дискретные участки, определяемые разрешающей способностью спектрометра 8.The entire range of wavelengths of fluorescence is divided into discrete sections, determined by the resolution of the spectrometer 8.

Для повышения достоверности и исключения погрешности из-за изменений расстояния между исследуемой поверхностью и дистальным торцом волоконно-оптического жгута (в котором уложены волокна первой и второй групп), помещаемого в инструментальный канал 4 гистероскопа, спектральные образы Ротн (λί) формируются из нормализированных амплитуд как отношение частных значений уровней спектральных составляющих к максимальному значению в данном цикле измеренияTo increase the reliability and eliminate errors due to changes in the distance between the test surface and the distal end of the fiber optic bundle (in which the fibers of the first and second groups are placed) placed in the instrumental channel 4 of the hysteroscope, the spectral images of Roth (λί) are formed from normalized amplitudes as the ratio of the partial values of the levels of spectral components to the maximum value in a given measurement cycle

Figure 00000001
Figure 00000001

Ранее в результате многократных облучений калибровочных образцов патологических и нормальных тканей получают устойчивые сочетания относительных значений уровней сигналов флуоресцентного свечения для характерного (ярко выраженного) вида патологии и для нормы - диагностические критерии Р0отн j (λί), где j - вид состояния, которому соответствует диагностический критерий (1 - нормальная ткань, 2 - злокачественная опухоль). Онкопатология этого множества образцов тканей предварительно подтверждается цитологическими исследованиями.Previously, as a result of repeated irradiations of calibration samples of pathological and normal tissues, stable combinations of relative values of fluorescence signal levels for a characteristic (pronounced) type of pathology and for the norm, diagnostic criteria P 0rel j (λ ί ) are obtained , where j is the type of state to which diagnostic criterion (1 - normal tissue, 2 - malignant tumor). The oncopathology of this multitude of tissue samples is previously confirmed by cytological studies.

В результате сравнения полученных спектральных образов Ротнί) с спектральными образами диагностических критериев Р0отн j (λί) по методу наименьших квадратов формируется оценка наиболее вероятностного состояния исследуемой поверхности по соотношениюAs a result of comparing the obtained spectral images P relспект ) with the spectral images of the diagnostic criteria P 0rel j (λ ί ) using the least square method, an estimate of the most probable state of the surface under study is formed by the relation

Figure 00000002
Figure 00000002

где n - число дискретных участков длин волн (определяемое разрешающей способностью спектрометра);where n is the number of discrete sections of wavelengths (determined by the resolution of the spectrometer);

которая выдается на экран.which is displayed on the screen.

По минимальному значению Rj принимается автоматически решение о состоянии исследуемой поверхности.By the minimum value of Rj, a decision is automatically made on the state of the surface under study.

Соотношения (1) и (2) являются алгоритмом работы персональной ЭВМ 7.Relations (1) and (2) are the algorithm of a personal computer 7.

При помощи персональной ЭВМ 7 также осуществляется управление запуском определенного излучателя источника 5, запуском спектрометра 8 на измерение и запуском цветной видеокамеры 10.Using a personal computer 7 also controls the launch of a particular emitter of the source 5, the launch of the spectrometer 8 for measurement and the launch of the color video camera 10.

Для обеспечения измерения в информативный период времени после подачи зондирующего сигнала производится запуск цикла измерений по управляющим воздействиям от персональной ЭВМ 7.To ensure measurement in an informative period of time after the sounding signal is supplied, a measurement cycle is started according to the control actions from a personal computer 7.

Сигналы на первом, втором и третьем управляющих выходах персональной ЭВМ 7 представляют одну и ту же последовательность импульсов, задержанных относительно другой последовательности на величину срабатывания элементов, на которые подаются сигналы предыдущей последовательности.The signals at the first, second and third control outputs of the personal computer 7 represent the same sequence of pulses delayed relative to another sequence by the amount of response of the elements to which the signals of the previous sequence are supplied.

Первым сигналом на третьем управляющем выходе ЭВМ 7 является сигнал запуска цветной видеокамеры 10. После этого на первом управляющем выходе персональной ЭВМ 7 с заданной задержкой появляется подобная импульсная последовательность на запуск выбранного источника 5. С заданной задержкой (определяемой задержкой появления вторичной люминесценции) по отношению к моменту запуска источника 5 эта же последовательность поступает на спектрометр 8 (со второго управляющего выхода персональной ЭВМ 7). Благодаря съемке патологически измененного участка исследуемой ткани, на который воздействует зондирующее излучение от источника 5, осуществляемой цветной видеокамерой 10, производится фиксация места обследования в данном кадре видеосъемки. При обнаружении онкопатологии или по команде врача кадр с изображением участка исследуемой ткани заносится в память персональной ЭВМ 7. Накопление в памяти персональной ЭВМ 7 кадров за несколько последовательных сеансов обследования или лечения позволяет более точно оценить динамику развития процесса лечения. Только в случае постановки диагноза наличия онкопатологии в участке исследуемой ткани показано взятие биопсии образца ткани для подтверждения цитологическими исследованиями. Результаты диагноза выдаются на дисплей персональной ЭВМ и могут быть выведены на печать в виде диагностического заключения.The first signal at the third control output of the computer 7 is the start signal of the color video camera 10. After that, at the first control output of the personal computer 7 with a given delay, a similar pulse sequence appears to start the selected source 5. With a given delay (determined by the delay in the appearance of secondary luminescence) with respect to at the time of starting the source 5, the same sequence arrives at the spectrometer 8 (from the second control output of the personal computer 7). Due to the shooting of a pathologically altered portion of the test tissue, which is affected by the probe radiation from the source 5, carried out by a color video camera 10, the location of the examination in this frame of video recording is fixed. If oncopathology is detected or at the doctor’s command, a frame with an image of the area of the tissue under investigation is recorded in the memory of a personal computer 7. The accumulation of 7 frames in the memory of a personal computer for several consecutive examination or treatment sessions allows a more accurate assessment of the dynamics of the treatment process. Only in the case of a diagnosis of the presence of oncopathology in the area of the studied tissue is shown a biopsy of a tissue sample for confirmation by cytological studies. The results of the diagnosis are displayed on a personal computer and can be printed out in the form of a diagnostic report.

Устройство может работать в режиме светового терапевтического воздействия, который является дополнительным и предусматривает терапевтическое лечение направленным видимым светом, ультрафиолетовым излучением, инфракрасным излучением и их сочетаниями. На основе полученного диагностического заключения по известным методикам световой терапии для каждого выявленного вида патологии задается индивидуальный режим светового воздействия (интенсивность облучения, спектр светового воздействия, вид модуляции излучения, продолжительность сеанса или доза облучения и т.п.). Далее производится обход волокнами первой группы 6 всех точек наблюдаемого ранее участка обследуемой поверхности. По результатам диагностики состояния каждого локального участка поверхности, (на основе заданных параметров светового терапевтического воздействия), от персональной ЭВМ на управляемые источники 5 подаются соответствующие управляющие сигналы. Под действием этих сигналов заданное излучение от выбранного источника из группы 5 через соответствующие дополнительные оптические волокна первой группы 6 воздействует на локальный участок поверхности, являющийся объектом светового терапевтического лечения.The device can operate in the mode of therapeutic light exposure, which is optional and provides for therapeutic treatment with directed visible light, ultraviolet radiation, infrared radiation, and combinations thereof. Based on the obtained diagnostic conclusion according to well-known methods of light therapy, for each identified type of pathology, an individual regime of light exposure (radiation intensity, spectrum of light exposure, type of radiation modulation, duration of a session or radiation dose, etc.) is set. Next, the fibers of the first group 6 are bypassed all the points of the previously observed area of the examined surface. According to the results of diagnostics of the state of each local surface area (based on the given parameters of the light therapeutic effect), the corresponding control signals are supplied to the controlled sources 5 from a personal computer. Under the influence of these signals, the specified radiation from a selected source from group 5 through the corresponding additional optical fibers of the first group 6 acts on the local surface area that is the object of light therapeutic treatment.

В качестве эндоскопа в данном устройстве может быть использован любой гистероскоп.Any hysteroscope can be used as an endoscope in this device.

В качестве спектрометра 8 можно использовать, например, российский миниспектрометр FSD-03-08, монолитная конструкция которого включает волоконный вход, вогнутую дифракционную решетку, высокочувствительную фотодиодную линейку, 14-разрядный аналого-цифровой преобразователь. Миниспектрометр FSD-03-08 имеет спектральную разрешающую способность 10 нм (при самой высокой чувствительности) в диапазоне длин волн от 300 до 800 нм. Обмен информацией между спектрометром и персональной ЭВМ осуществляется через стандартный порт USB.As spectrometer 8, for example, the Russian mini-spectrometer FSD-03-08 can be used, the monolithic structure of which includes a fiber input, a concave diffraction grating, a highly sensitive photodiode array, and a 14-bit analog-to-digital converter. The FSD-03-08 mini-spectrometer has a spectral resolution of 10 nm (at the highest sensitivity) in the wavelength range from 300 to 800 nm. Information exchange between the spectrometer and a personal computer is carried out through a standard USB port.

В качестве персональной ЭВМ 7 может быть использована любая IBM совместимая персональная ЭВМ (или ноутбук) отечественного или зарубежного производства.As a personal computer 7, any IBM compatible personal computer (or laptop) of domestic or foreign manufacture can be used.

В тех случаях, когда мал отклик (вторичного люминесцентного свечения от обследуемой поверхности) и есть вероятность, что имеет место дефект в оптоэлектронных трактах, поочередное помещение дистального торца волоконно-оптического жгута (в котором уложены приемные оптические волокна 9 второй группы и излучающие оптические волокна 6 первой группы) в имитатор патологии и в имитатор нормы позволяет (при исправной работе устройства) зафиксировать поочередно диагноз «патология» и «норма». Таким образом обеспечивается оперативная проверка работоспособности устройства в широком динамическом диапазоне.In those cases when the response is small (secondary luminescence from the examined surface) and it is likely that there is a defect in the optoelectronic paths, alternately placing the distal end of the fiber optic bundle (in which the receiving optical fibers 9 of the second group and emitting optical fibers 6 are laid the first group) in the pathology simulator and in the norm simulator allows (with the device working properly) to fix the “pathology” and “norm” diagnosis in turn. This provides an operational check of the health of the device in a wide dynamic range.

В устройстве-прототипе, как указывалось ранее, было ограниченное число спектрометрических датчиков, включающих узкополосные оптические фильтры на входе широкополосных фотоприемников. К тому же, узкополосные оптические фильтры в последние годы отечественной промышленностью серийно не выпускаются. Исключение указанных фильтров и введение спектрометра позволили повысить разрешающую способность анализа сигналов вторичного люминесцентного свечения во всем видимом диапазоне длин волн.In the prototype device, as mentioned earlier, there was a limited number of spectrometric sensors, including narrow-band optical filters at the input of broadband photodetectors. In addition, in recent years, narrow-band optical filters are not commercially available by the domestic industry. The exclusion of these filters and the introduction of a spectrometer made it possible to increase the resolution of the analysis of signals of secondary luminescence in the entire visible wavelength range.

Введение в устройство цветной видеокамеры позволяет накапливать в базе данных цветные видеоизображения патологических участков разных пациентов в различные моменты времени, отслеживать динамику развития процесса и повышать эффективность выбранной методики лечения.Introduction to the device of a color video camera allows you to accumulate in the database color video images of pathological areas of different patients at different points in time, track the dynamics of the development of the process and increase the effectiveness of the selected treatment methods.

Введение металлизированных нанопокрытий на внешней поверхности волокон второй группы позволило повысить помехозащищенность устройства (устранить реагирование на изменения освещенности в медицинском кабинете). При этом удается уложиться в ограничения по внешнему диаметру волоконно-оптического жгута, обусловленные конечным внутренним диаметром инструментального канала гистероскопа.The introduction of metallized nanocoatings on the outer surface of the fibers of the second group made it possible to increase the noise immunity of the device (to eliminate the response to changes in illumination in the medical office). At the same time, it is possible to meet the restrictions on the outer diameter of the fiber optic bundle, due to the final inner diameter of the instrumental channel of the hysteroscope.

Полученный мультипликативный эффект не является простой суммой эффектов от вновь введенных составных частей устройства, а является результатом их совместной работы по единой методике, рассмотренной ранее.The resulting multiplicative effect is not a simple sum of the effects of the newly introduced component parts of the device, but is the result of their joint work according to the unified methodology considered earlier.

Claims (2)

1. Автоматизированное устройство для диагностики онкопатологий в гинекологии, содержащее конструктивно объединенные канал освещения с окуляром и объективом и инструментальный канал эндоскопа, две группы оптических волокон, группу управляемых источников оптических воздействий, персональную ЭВМ, информационный выход которой является информационным выходом устройства, один управляющий выход персональной ЭВМ подключен к входу запуска группы управляемых источников оптических воздействий, выходы которой оптически связаны с входами первой группы оптических волокон, выходы которых являются оптическими выходами устройства, входы второй группы оптических волокон являются оптическими входами устройства, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит цветную видеокамеру, спектрометр, имитатор патологии и имитатор нормы, которые выполнены с возможностью показаний имитации соответственно различного вторичного люминесцентного свечения от патологической и здоровой тканей при подаче на них зондирующего излучения от источника излучения, а также с возможностью поочередного оптического подключения их к выходам оптических волокон первой группы и входам оптических волокон второй группы, выходы оптических волокон второй группы подключены к оптическому входу спектрометра, информационные выходы которого через USB-порт подключены к информационным входам персональной ЭВМ, второй и третий управляющие выходы которой подключены соответственно к входу запуска спектрометра и к входу запуска цветной видеокамеры, причем на внешней боковой поверхности волокон второй группы нанесены металлизированные нанопокрытия.1. An automated device for the diagnosis of cancer pathology in gynecology, containing a structurally combined illumination channel with an eyepiece and a lens and an endoscope instrument channel, two groups of optical fibers, a group of controlled sources of optical effects, a personal computer, the information output of which is the information output of the device, one control output of a personal The computer is connected to the start input of a group of controlled sources of optical effects, the outputs of which are optically connected to the inputs of of a group of optical fibers, the outputs of which are the optical outputs of the device, the inputs of the second group of optical fibers are the optical inputs of the device, characterized in that it further comprises a color video camera, spectrometer, pathology simulator and a rate simulator, which are capable of reading simulations of correspondingly different secondary luminescent luminescence from pathological and healthy tissues when probing radiation is supplied to them from a radiation source, as well as with the possibility of alternating their optical connection to the outputs of the optical fibers of the first group and the inputs of the optical fibers of the second group, the outputs of the optical fibers of the second group are connected to the optical input of the spectrometer, the information outputs of which are connected via USB to the information inputs of a personal computer, the second and third control outputs of which are connected respectively to the input of the launch of the spectrometer and to the input of the launch of a color video camera, and metallized nanocoatings are deposited on the outer side surface of the fibers of the second group . 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имитатор патологии и имитатор нормы имеют в своем составе разные оптические среды, причем спектральный образ оптической среды имитатора патологии имеет максимум в середине видимого диапазона длин волн превышение интенсивности спектральных составляющих по крайней мере в три раза относительно интенсивности спектральных составляющих имитатора нормы. 2. The device according to claim 1, characterized in that the pathology simulator and the norm simulator have different optical media in their composition, the spectral image of the pathological simulator optical medium having a maximum in the middle of the visible wavelength range exceeding the intensity of the spectral components by at least three times relative to the intensity of the spectral components of the norm simulator.
RU2008102618/14A 2008-01-28 2008-01-28 Automated device for diagnosing oncopathologies in gynecology RU2370202C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008102618/14A RU2370202C1 (en) 2008-01-28 2008-01-28 Automated device for diagnosing oncopathologies in gynecology

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008102618/14A RU2370202C1 (en) 2008-01-28 2008-01-28 Automated device for diagnosing oncopathologies in gynecology

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008102618A RU2008102618A (en) 2009-08-10
RU2370202C1 true RU2370202C1 (en) 2009-10-20

Family

ID=41048865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008102618/14A RU2370202C1 (en) 2008-01-28 2008-01-28 Automated device for diagnosing oncopathologies in gynecology

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2370202C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515617C1 (en) * 2012-09-25 2014-05-20 Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" Method for identifying pituitary adenoma
RU2539902C2 (en) * 2013-04-29 2015-01-27 Закрытое акционерное общество "Полупроводниковые приборы" Device for fluorescence diagnostics of malignant new growths

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515617C1 (en) * 2012-09-25 2014-05-20 Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" Method for identifying pituitary adenoma
RU2539902C2 (en) * 2013-04-29 2015-01-27 Закрытое акционерное общество "Полупроводниковые приборы" Device for fluorescence diagnostics of malignant new growths

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008102618A (en) 2009-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100533127C (en) Use of high wavenumber raman spectroscopy for measuring tissue
Marcu Fluorescence lifetime techniques in medical applications
Mourant et al. Elastic scattering spectroscopy as a diagnostic tool for differentiating pathologies in the gastrointestinal tract: preliminary testing
KR100411631B1 (en) Fluorescence endoscope apparatus and a method for imaging tissue within a body using the same
US8068898B2 (en) Fluorescence lifetime spectrometer (FLS) and methods of detecting diseased tissues
JP3752693B2 (en) Laser-induced differential normalization fluorescence cancer diagnosis method and apparatus
US5687730A (en) Apparatus for detecting the presence of abnormal tissue within a target tissue beneath the skin of a patient
US20030156788A1 (en) Method and device for recognizing dental caries, plaque, concrements or bacterial attacks
SE526735C2 (en) Device for measuring physical properties of the eardrum
JPH11510254A (en) Optical microprobe and method for spectral analysis of materials
Zhang et al. Trimodal detection of early childhood caries using laser light scanning and fluorescence spectroscopy: clinical prototype
Ribeiro et al. A preliminary investigation of a spectroscopic technique for the diagnosis of natural caries lesions
RU2365327C1 (en) Automated device for stomatology diagnostics
RU2370202C1 (en) Automated device for diagnosing oncopathologies in gynecology
KR101260291B1 (en) Dental multi diagnosis system based on optical properties for dental disease
US10895503B2 (en) Medical device for fibred bimodal optical spectroscopy
RU87337U1 (en) AUTOMATED DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF ONCOPOLOGY OF THE URINARY CHANNEL AND PROSTATE
RU116327U1 (en) AUTOMATED DEVICE FOR DIAGNOSIS OF DIRECT GUT ONCOPOLOGY
RU115634U1 (en) AUTOMATED DEVICE FOR DIAGNOSTICS OF ONCOPATOLOGIES OF THE ESOPHAGULA, STOMACH AND DUODENAL
RU116328U1 (en) AUTOMATED DEVICE FOR DIAGNOSTICS OF ONCOPATOLOGIES OF THE BRONCHIAL TREE
RU131184U1 (en) SYSTEM FOR OPTICAL DIAGNOSTICS OF TUMOR TISSUE
RU2424762C2 (en) Method and automated device (two versions) for diagnostics of diseases induced by virus a/h1n1 and its mutations
RU2088156C1 (en) Automation device for setting oncological diagnoses
RU2145183C1 (en) Automated device for diagnostics in oncology
Zhou et al. Developing laser-based therapy monitoring of early caries in pediatric dental settings

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150129