TR202003070A2 - Prostat kanseri̇ni̇n mi̇krodalgalarla karakteri̇zasyonu i̇çi̇n doku anali̇z ci̇hazi ve doku anali̇z yöntemi̇ - Google Patents

Prostat kanseri̇ni̇n mi̇krodalgalarla karakteri̇zasyonu i̇çi̇n doku anali̇z ci̇hazi ve doku anali̇z yöntemi̇

Info

Publication number
TR202003070A2
TR202003070A2 TR2020/03070A TR202003070A TR202003070A2 TR 202003070 A2 TR202003070 A2 TR 202003070A2 TR 2020/03070 A TR2020/03070 A TR 2020/03070A TR 202003070 A TR202003070 A TR 202003070A TR 202003070 A2 TR202003070 A2 TR 202003070A2
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
tissue
unit
open
microwave
probe
Prior art date
Application number
TR2020/03070A
Other languages
English (en)
Inventor
Akduman İbrahi̇m
Çayören Mehmet
Original Assignee
Istanbul Teknik Ueniversitesi Bilimsel Ararstirma Proje Birim
İstanbul Tekni̇k Üni̇versi̇tesi̇
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 Istanbul Teknik Ueniversitesi Bilimsel Ararstirma Proje Birim, İstanbul Tekni̇k Üni̇versi̇tesi̇ filed Critical Istanbul Teknik Ueniversitesi Bilimsel Ararstirma Proje Birim
Priority to TR2020/03070A priority Critical patent/TR202003070A2/tr
Priority to GB2212614.8A priority patent/GB2608040A/en
Priority to US17/802,563 priority patent/US20230135738A1/en
Priority to PCT/TR2021/050017 priority patent/WO2021173095A1/en
Publication of TR202003070A2 publication Critical patent/TR202003070A2/tr

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/0507Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  using microwaves or terahertz waves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/43Detecting, measuring or recording for evaluating the reproductive systems
    • A61B5/4375Detecting, measuring or recording for evaluating the reproductive systems for evaluating the male reproductive system
    • A61B5/4381Prostate evaluation or disorder diagnosis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Reproductive Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

Buluş, sağlık alanında kanserli prostat dokularının teşhisi için geliştirilmiş bir cihaz ilgilidir. Buluş konusu doku tanımlama cihazı (1); prob, rezenatör (6), dar bant antenler (23) içeren bir ölçüm aleti (2), sınıflandırma ünitesi, ters problem hesap ünitesi, S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesi (4) içermektedir. Buluş konusu cihaz içerdiği bu parçalar sayesinde prostat kanserini belirlemeye yönelik teşhisin daha doğru bir şekilde elde edilmesini sağlamaktadır.

Description

TARIFNAME PROSTAT KANSERININ MIKRODALGALARLA KARAKTERIZASYONU IÇIN DOKU ANALIZ CIHAZI VE DOKU ANALIZ YÖNTEMI Teknik Alan Bulus, saglik alaninda kanserli prostat dokularinin teshisi için gelistirilmis ayni zamanda; prostat kanserinde teshisin daha dogru bir sekilde elde edilmesini saglayan bir cihaz ve doku analiz yöntemi ile ilgilidir. Önceki Teknik Günümüzde prostat kanserinin teshisi sirasinda doktor öncelikle süpheli prostat dokusunda olusan degisikligi el ile muayene yaparak belirlemekte ve muayene sonucu degisim tespit edilen dokudan biyopsi islemi ile alinan doku örneginin patolojik olarak incelenmesi gerekmektedir. Biyopsi islemi her klinikte yapilamamakta ve biyopsiyi takiben yapilan patoloji islemi için egitimli personel yani sira ekipman gerekmektedir. Kesin teshis ise en nihayetinde patoloji bölümünde islemi yapan uzmanlar tarafindan yazilan raporda iletilen bulgulara dayanarak yapilabilmektedir. Biyopsi islemi sonucunda elde edilen bulgular klinige bagli olarak hastayla ertesi gün ya da bir kaç hafta sonra paylasilabilmektedir. Bu kapsamda su anda yapilan teshis islemi yüksek maliyetli, zaman alan ve insan/kullanici hatasina meyillidir. Bu nedenle teshis sirasinda kullanilabilecek alternatif teknolojilere ihtiyaç duyulmaktadir. Mikrodalga teshis ve tedavi Cihazlari bu frekanslarda malin ve selim dokular arasinda görülen dogal dielektrik özellik farkina dayali olarak çesitli kanser dokulari üzerinde kullanilmak üzere alternatif teknolojiler olarak öne çikmaktadir.
Mikrodalga frekanslarda dokularin dielektrik özellikleri ise mevcut durumda laboratuvar ortaminda ticari açik uçlu koaksiyel problar ile ölçülmektedir. Fakat teknik su anda yüksek hata oranlari ve düsük ölçüm tekrarlanabilirligi nedeniyle pratik olarak kliniklerde veya ameliyat ortamlarinda kullanilamamaktadir. Teknigin hata oranlarinin düsürülmesi durumunda kullanilabilecegi pratik uygulamalardan biri ise prostat kanseri tehisidir.
Teknikte prostat kanserinin teshisini ortaya çikarmak için çesitli gelistirrneler yapilmistir.
Teknigin bilinen durumunda yer alan USS82943 7A sayili Birlesik Devletler patent dokümaninda, insan dokusuna benzer canli dokularda yeni baslayan bir tümörü göreceli dielektrik özelliklerdeki farkliliklara göre tespit etmek için bir yöntem ve sistemden bahsedilmektedir.
Teknigin bilinen durumunda yer alan EP2465428A1 sayili Avrupa patent dokümaninda, canli dokulardaki anomalilerin (örnegin, tümörler ve kalsifikasyonlar) saptanmasi için elektromanyetik algilama sistemleri ve özellikle de meme, kolorektal ve prostat kanserinin erken teshisi ile ilgili cihazdan bahsedilmektedir.
Teknigin bilinen durumunda yer alan USS369251A sayili Birlesik Devletler patent dokümaninda, dielektrik ortamlarda, özellikle biyolojik dokuya, in vivo veya in vitro mikrodalga güç modellerinin seçici olarak depolanmasi için igne benzeri mikrodalga interstisyel prob antenlerinin yapimi ve kullanimdan bahsedilmektedir. patent dokümaninda, bir ablasyon probuna seçici olarak cerrahi ablasyon enerjisi saglamak üzere uyarlanmis bir jeneratöre sahip bir elektromanyetik cerrahi ablasyon sistemi ve ayni çalisma yöntemlerinden bahsedilmektedir. patent dokümaninda, frekans bantlarinda çalisan ve önceden bilinen teknolojilerden daha az kayba neden olan bir sistem konfigürasyonu ve sinyal isleme kullanan malzemelerin durumunu ölçmek ve böylece durumlarini degerlendirmek için çalisan bir sistemden bahsedilmektedir. patent dokümaninda, prob için özellikle dielektrik özelliklerin ölçülmesi için olan insan veya hayvan dokularindaki dielektrik sabit degisikliklerin özelliklerini ölçen cihazlarda kullanilan, dielektrik substrat üzerinde yapilan ve sekillendirilmis bir mikrodalga rezonans devresi içermesi ile karakterize edilen bir ölçüm sisteminden bahsedilmektedir. patent dokümaninda, dielektrik özellikleriyle doku karakterizasyonu için problar, sistemler ve metotlardan bahsedilmektedir.
Teknikte var olan kanserli prostat dokularinin teshisi için gelistirilmis Cihazlar incelendiginde; biyopsi sirasinda patoloji yerine ya da patolojiye yardimci olarak kullanilabilecek, siniflandirma algoritmalarinin adaptasyonu ile hata oranlarinin ölçüm sonrasi düsürülmesini saglayan, ticari açik uçlu problarin çalisma frekansi araligini arttirmak için SMA baglantisi kullanilmasi ile baglantinin çok hizli bozulmasi ve hata oranini yükselmesi sorununu ortadan kaldiracak yeni bir teknige ihtiyaç oldugu anlasilmaktadir. Ayrica teknigin bilinen durumundaki cihazlar; yüksek hatalara neden olmakta ve bu nedenle yukaridaki deginilen dezavantajlari ortadan kaldiracak ve mevcut sistemlere çözüm getirecek yeni yapilanmalara ihtiyaç duyulmaktadir.
Bulusun Amaçlari Bu bulusun amaci, hâlihazirdaki sistemlerde bulunan eksiklikleri gidererek, cerrahi ortamda dielektrik özellik ölçüm verileri ve/veya S parametre ölçümlerini kullanarak, tabiati geregi farkliliklari bulunan habis veya selim ve/veya habis ve saglikli prostat dokularini siniflandirma algoritmalarinin adaptasyonu ile hata oranlarinin ölçüm sonrasi düsürülmesini saglayacak yeni otomatiklestirilmis karar verme mekanizmasi ile çalisan bir cihaz ve cihazin çalisma yönteminin gerçeklestirilmesidir.
Bu bulusun amaci, siniflandirma algoritmalarinin adaptasyonu ile hata oranlarinin ölçüm sonrasi düsürülmesini saglayacak yeni bir cihaz ve cihazin çalisma yönteminin gerçeklestirilmesidir.
Bu bulusun bir baska amaci, kablo hareketlerinden kaynaklanan ölçüm hatalarinin en aza indirgendigi yeni bir cihaz ve cihazin çalisma yönteminin gerçeklestirilmesidir.
Bu bulusun bir baska amaci, siniflandirma algoritmalarinin adaptasyonu ile hata oranlarinin ölçüm sonrasi düsürülmesini saglayan yeni bir Cihaz ve cihazin çalisma yönteminin gerçeklestirilmesidir.
Bu bulusun bir baska amaci, bütüncül matematiksel yaklasimlar kullanilarak S parametlerinden yüksek do grulukta dielektrik özelliklerin hesaplayan yeni bir cihaz ve cihazin çalisma yönteminin gerçeklestirilmesidir.
Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bu bulusun amaçlarina ulasmak için gerçeklestirilen kanserli prostat dokularinin teshisi için gelistirilmis cihaz ekli sekillerde gösterilmistir.
Bu sekiller; Sekil 1: Bulus konusu doku tanimlama cihazinin ölçüm halindeki akis semasinin görünümüdür.
Sekil 2: Bulus konusu cihazin genel perspektif görünümüdür.
Sekil 3: Bulus konusu cihazda yer alan RF/mikrodalga kabloya bagli üretilmis açik uçlu koaksiyel probun genel görünümüdür.
Sekil 4: Bulus konusu cihazda yer alan tek portlu kontak prob açikliginin görünümü görünümüdür.
Sekil 5: Bulus konusu cihazda yer alan iki portlu kontak prob açikliginm kesit görünümüdür.
Sekil 6: Bulus konusu cihazda yer alan ve biyopsi kilavuzunda içerisindeki açik uçlu kontak probun görünümüdür.
Sekil 7: Bulus konusu cihazda yer alan planar mikro serit rczonatörlerin görünümüdür.
Sekil 8: Bulus konusu cihazda yer alan mikrostrip halka seklindeki rezonatörlerin görünümüdür.
Sekil 9: Bulus konusu cihazda yer alan dar bant planar mikroserit rezonatörün üstten görünümüdür.
Sekil 10: Bulus konusu cihazda yer alan dar bant planar mikroserit rezonatörün yandan görünümüdür.
Sekil 1 l: : Bulus konusu cihazda yer alan genis bant planar mikroserit rezonatörün üstten görünümüdür.
Sekil 12: : Bulus konusu cihazda yer alan prob S parametre ölçüm birimine dogrudan baglanmis RF kablosunun aradan çikarildigi görünümüdür.
Sekillerde yer alan parçalar tek tek numaralandirilmis olup, bu numaralarin karsiliklari asagida verilmistir.
Doku Tanimlama cihazi Ölçüm aleti RF/ Mikrodalga Kablo S Parametre Ölçüm Birimi ve Hesaplama Ünitesi Dijital Ekran Sarj Ünitesi Güç Kablosu Mikrodalga Baglanti Noktasi Açik Uçlu Koaksiyel/Kontakt Prob . Prob Kablo Tutma Kolu/ Sapi . Iç Iletken Canli Uç . Dielektrik Malzeme . Dis Iletken / Toprak Baglantisi . Dielektrik Malzeme Tip 1 . Biyopsi Kilavuzu . Rezonatör . Planar Mikroserit Rezonatör . Planar halka rezonatör . Dar Bant Anten . Substrat 23. SMA Konnektör Bulus konusu doku tanimlama cihazi (1); - doku tanimlama cihazi (1) üzerinde yer alan RF/ mikrodalga kablo (3), doku tanimlama cihazi (1) yaninda yer alan ve cihaza RF/ mikrodalga kablo (3) ile baglanmasini saglayan mikrodalga baglanti noktasi (8), doku tanimlama cihazi (1) yaninda yer alan ve cihaza RF / mikrodalga kablo (3) ile bagli olan ölçüm aleti (2), doku tanimlama cihazi (1) üzerinde yer alan S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesi (4), S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesi (4) içerisinde yer alan ve doku tanimlama Cihazi (1) ön kisminda bulunan dijital ekran (5), doku tanimlama cihazi (1) ve tüm parçalarin üzerine oturtuldugu sarj ünitesi (6), doku tanimlama cihazi (1) arkasindan baglanan güç kablosu (7), ölçüm aleti (2) içerisinde yer alan ve ölçüm aletinin (2) uç kisminda bulunan açik uçlu koaksiyel/kontakt prob (9), ölçüm aleti (2) içerisinde yer alan ve açik uçlu koaksiyel/kontakt prob (9) ile RF / mikrodalga kablo (3) arasinda yer alan prob kablo tutma kolu/sapi (10), açik uçlu koaksiyel/kontakt probun (9) iç kisminda yer alan iç iletken canli açik uçlu koaksiyel/kontakt probun (9) iç kisminda yer alan ve iç iletken canli ucu (1 1) disaridan saran dielektrik malzeme (12), açik uçlu koaksiyel/kontakt probun (9) iç kisminda yer alan ve iç iletken canli ucu (l 1) ile dielektrik malzemeyi (12) disarindan saran dis iletken / toprak baglantisi (13), doku tanimlama cihazi (1) iki portlu kontak uygulamasinda; açik uçlu koaksiyel/kontakt probun (9) iç kisminda yer alan iç iletken canli uç - port 1 (14), iç iletken canli uç - port l”i disaridan saran (14) dielektrik malzeme tip 1 (15), - dielektrik malzeme tip l”i (15) disaridan saran dis iletken / toprak baglantisi (`13), içermektedir.
Ayrica bulus, doku analiz yöntemi seklinde ifade edilebilecek olup, söz konusu yöntem; . açma kapama dügmesi ile doku tanimlama cihazinin (1) baslatilmasi . doku tanimlama cihazinin (1) kalibrasyon ünitesi ile kalibre edilmesi ölçüm aletinin (2) tanimlanmasi amaçlanan dokuya yerlestirilmesi . ana ölçüm biriminin S parametrelerini ölçmesi . dielektrik hesabinin yapilip yapilmamasina kullanilan ölçüm aletinin (2) çesidine dayanarak ana ölçüm birimi tarafindan karar verilmesi dielektrik sabitinin ters problein yaklasimi kullanilarak S parametre ölçüm biriminden alinan veriler kullanilarak hesaplama ünitesinde (4) hesaplanmasi, giris empedansinin hesaplanmasina S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesi (4) tarafindan karar verilmesi, giris empedansinin ana ölçüm biriminde bulunan S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesi (4) tarafindan ölçümü, toplanan verilerin bilgisayarda bulunan siniflandirma ünitesine gönderilmesi, tanimlanmasi amaçlanan dokunun ana ölçüm birimi tarafindan siniflandirilmasi, K. açma kapama dügmesi ile doku tanimlama cihazinin (1) kapatilmasi adimlarini içennektedir.
Bulus konusu olan doku tanimlama Cihazi (1) mikrodalga frekanslarda habis ve selim dokular arasinda görülen dogal dielektrik özellik farkina dayali olarak çalisir.
Bulus konusu olan doku tanimlama cihazi (1) bir adet S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesi (4), bir adet açik uçlu koaksiyel/kontakt prob (9), toplanan verileri islemek üzere kullanilacak olan hesaplama birimi ve bir adet güç kaynagi içerir. Dokular arasindaki fark kullanilan prob modeline göre ölçülen S parametreleri kullanilarak hesaplanabilen dielektrik özelliklerden veya dogrudan saçilma parametrelerinden (S parametreleri) çikarilabilir. Ölçüm konusu olan materyalin dielektrik özellikleri dogrudan ölçülememekte bu farktan etkilenen Sii parametresi ölçülebilmektedir. Dielektrik özelliklerin hesaplanmasi için S parametrelerinde probun açikligindaki yansima katsayisinin (F) belirlenmesi gerekmektedir. Bu hesabin yapilmasi için mikrodalga baglantilar, VNA ve prob iki kapili bir S parametre devresi olarak modellenebilir. Bu modele dayanarak asagidaki ifade yansima katsayisi için yazilabilir; r = m (Formül 1) Yukaridaki Formül I°de gösterilen S parametreleri kalibrasyon ile bulunur.
Kalibrasyon açik, kisa, ve yük ile ya da üç adet bilinen sivilardan S parametre ölçümlerinin toplanmasi ile gerçeklestirilir. Kalibrasyon sonunda ölçülen S parametreleri (pi, pz, p3) ve bunlara karsi düsen prob ucundaki yansima katsayilari (F1, F2, F3) cinsinden ifade edilir. Dielektrik hesabin yüksek dogrulukta olamasi kalibrasyondan sonra, kalibrasyon sirasinda var olan sartlarinin korunmasi ile mümkündür. Örnegin kalibrasyon sonrasi mikrodalga baglantilarin gevsemesi sonuçlari etkileyebilmektedir. Bu asamadan sonra malzemeden alinacak ölçüm ile probun açikliginda bulunan ve hattin karakteristik admittansiyla normalize edilmis degeri yansima katsayisi ile iliskilendirilir. Sonrasinda ölçülen yansima katsayilarindan admitans degerleri hesaplanir. Daha sonra ise bu degerlerden ölçüm konusu olan malzemenin dielektrik geçirgenligi ve iletkenkligi tüm frekans için Debye veya Cole-Cole parametrelerini bulmak üzere çözülür. Çözüm birinci dereceden Fredholm integral denklemlerinin hesabi ile mümkündür fakat Fredholm integral denklemleri kötü kurulmus (ill-posed) bir problemlerdir. Bu integral denklemi ters problem olarak ele alinarak, iteratif yöntemler (Newton) Tikhonov ile regülerizasyonu ile çözülmesi uygulanarak dielektrik özelliklerin daha yüksek do grulukta bulunabilmesi saglanacaktir.
Açik uçlu koaksiyel/kontakt prob (9), teknigiyle bir malzemenin dielektrik özelliklerini ölçmek için öncelikle prob bir RF kablosuna baglanmalidir. Daha sonra kablo, ticari olarak bulunan problar için bir vektör veya performans network analizör olan ölçüm birimine baglanir. Bir sonraki adimda ise sistem açik-kisa-yük kalibrasyon dizisi ile kalibre edilmektedir. Laboratuvar ortaminda probun genellikle bir konuma sabitlendigi unutulmamalidir. Kalibrasyon tamamlandiktan sonra, malzeme ölçüm yapmak için prob açikligina yerlestirilir. Sistem, admitansi ölçer ve ölçülen admitansa bagli olarak malzemenin geçirgenligi ve iletkenligi hesaplanir. Laboratuvar ortaminda açik uclu koaksiyel prob teknigi ile habis ve selim dokularin ve/veya habis ve saglikli dokularin birbirinden yüksek dogruluk ile ayirilabilmesi için numunelerden çok sayida ölçüm alinmalidir. Ticari problar ile toplanan ölçümler 0/0 5 dogruluk araliginda olmaktadir. Teknik, ayni numunedeki birden fazla ölçümün malzemenin dielektrik özelliklerini dogrulamak için gerçeklestirilebildigi bir laboratuvar ortaminda teorik olarak %95 dogrulukla çalissa da, pratik olarak kullanimda ortaya çikacak büyük hata oranlari nedeniyle bu patent çerçevesinde öngörülen uygulamalari gerçeklestirilemez. Açik uçlu koaksiyel/kontakt prob (9) kullanilmasi durumunda prob açikligindaki yansima katsayisi ölçülmekte ve bu ölçümden admitans bagintisi yardimiyla dielektrik özellikler çikarilmaktadir. Prob admitansinin hesabi prob ucu ya da konnektöründe (23) prob yansima katsayisinin Ölçülmesi ile çikarilir. Prob yansiina katsayisi S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesi (4) ile ölçülmekte sonrasinda prob admitansi kalibrasyon sirasinda ölçülen S-parametreleri yardimi ile hesaplanmaktadir. Bu teknigin en temel varsayimi, probun açikliginin test esnasinda numune tarafindan kaplanacak olmasidir. Laboratuvar ortaminda jel benzeri malzemeler için iyi bir temas olusmasi, test esnasinda bu malzemeye hafifçe bastinlmasi ile saglanir.
Bulus konusu doku tanimlama cihazi (1) mikrodalga görüntüleme yapmayi ve zaman domeni sinyallerini islemeyi hedeflemez. Ayrica görüntü çikarmayi hedeflemez ve bu amaçlara dair birim/yazilim/algoritmalari sistem/hesaplama birimi de bulundurrnaz. Görüntü çikarmak yerine S parametrelerini ölçerek bu parametreler ile dielektrik özellikler arasindaki iliskiyi tanimlayan integral denklemlerinin numerik yaklasimlarla çözülerek söz konusu numunenin dielektrik özelliklerini bulur. Mikrodalga frekanslarda kanserli dokularin saglikli dokulardan farkli dielektrik özellik göstermesi nedeniyle açik uçlu koaksiyel/kontakt prob (9), prostat dokusunun dielektrik özelliklerini biyopsi sirasinda ölçerek prob ucundaki dokunun kanserli olup olmadigina es zamanli ve otomize olarak karar vermek için kullanilir. Dokularin dielektrik özelliklerine bagli olarak ölçülen S parametrelerinin degismesi beklenir. Bu kapsamda dokularda olusan moleküler seviyelerdeki degisiklikler dielektrik özelliklerin degismesine yol açar. Bu nedenle anoinali olan dokularin dielektrik özellikleri saglikli dokulardan farkli olacagindan iletilen güç miktari da degisecek bu özellikte dokularin tanimlanmasina olanak saglayacaktir.
Cerrahi ortamda karsilasilabilecek bir diger sorun ise ölçüm yapilacak bölgedeki kan birikimidir. Kan, yüksek dielektrik özelliklere sahip oldugu için, saglikli veya selim dokunun dielektrik özelliklerini arttirabilmektedir. Böylece, selim dolai dielektrik özellikteki farkliliktan ötürü habis doku olarak kategorize edilebilir.
Sinitlandirma algoritmalari kullanilmasi ile daha önceki sistemlerde ortaya çikan ve siniflandirma sonuçlarini olumsuz olarak etkileyen (l) dokularin üzerinde kan ve/veya vücuttan sivi birikmesi, (2) ölçüm sisteminin kullanimina bagli hatalar, (3) prob açikliginin doku ile tamamen kaplanamamasi gibi sorunlar elimine edilecektir.
Daha önce sunulan cihazlarda bu sorunlardan bazilarina yönteme/cihaza mekanik özellikler eklenerek çözüm aranmistir. Fakat siniflandirma algoritmalarina klinik çalismalardan toplanacak egitim verisi ile habis ve selim ve/veya habis ve saglikli dokular arasindaki ayrimi yapmayi ögreterek tanimlanan ölçüm sistemi hatalarinin sonuçlara olan etkisi azaltilabilir. Böylece %95 ve üzeri dogruluk orani ile çalisabilen ve tek ölçüm ile prostat dokusu siniflandirilmasi yapilabilen bir sistem elde edilecektir.
Bulusun alternatif bir yapilanmasinda, bir ölçüm ünitesi mikrodalga sinyallerini bir prob üzerinden test edilen malzemeye iletir ve malzemeden saçilmis olan sinyali prob üzerinden alir. Malzemelerin dielektrik özellikleri, ters problem yaklasimi algoritmasi kullanilarak hesaplanir ve hesaplanan veriler, otomatiklestirilmis bir karar verme yetisine sahip bir makine ögrenme algoritmasina beslenir. Ölçüm ünitesi hermetik olarak sizdirmazligi saglanmis olup, batarya ile çalisabilir ve cerrahi ortamlar için tamamen sterilize edilebilir.
S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesinde (4) kullanilabilecek problar arasinda genis bant antenler, dar bant antenler (20), rezonatörler (17) ve açik uçlu koaksiyel/kontakt prob (9) bulunabilir. Genis bant antenler, dar bant antenler (20), rezonatörler (17) prob olarak kullanildiginda dokular arasindaki fark dogrudan yansima katsayisi veya belirlenen frekanslarda belirli numerik yaklasimlarla çikarilan dielektrik özellikler ile çikarilabilir. Daha sonra yansima katsayisi ya da dielektrik özellikler makina ögrenme algoritmalari ile siniflandirilarak katmanli dokuda prostat kanseri tespiti yapilabilmektedir.
Bulusun bir diger alternatif yapilanmasinda, ölçüm ünitesi SMA konnektörü (23) olmadan, RF kablosuna bagli mikrodalgalari üzerinden iletebilen ve alabilen açik uçlu koaksiyel/kontakt proba (9) baglidir. Bu prob Su parametrelerinin ölçüldügü tek bir baglanti noktasina veya hem Sii hem de 822 parametrelerinin ölçüldügü iki baglanti noktasina sahip olabilir. Prob (9) ve kablo sterilize edilebilir.
Bulusun bir diger alternatif yapilanmasinda ise, 81 1 ve 821 veya her iki parametreiiin de birlikte ölçülebildigi ölçüm ünitesi düzlemsel bir antene ya da rezonatöre (17) baglidir ve bu ölçümleri dogrudan makine ögrenmesi algoritmasina besler.
Bulusun bir baska alternatif yapilanmasinda anten, prob, ya da rezonatör (17) S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesine (4) dogrudan baglidir. Böylelikle prob (9) ölçüm sirasinda kablo hareketinden etkilenmez. 22 1,/ In›

Claims (1)

ISTEMLER
1. Bulus, - doku tanimlama cihazi (1) üzerinde yer alan RF / mikrodalga kablo (3), - doku tanimlama cihazi (1) ve tüm parçalarin üzerine oturtuldugu sarj ünitesi - doku tanimlama cihazi (1) arkadan baglanan güç kablosu (7), - ölçüm aleti (2) içerisinde yer alan ve ölçüm aletinin (2) uç kisminda bulunan açik uçlu koaksiyel/kontakt prob (9), - açik uçlu koaksiyel/kontakt probun (9) iç kisminda yer alan iç iletken canli - açik uçlu koaksiyel/kontakt probun (9) iç kisminda yer alan ve iç iletken canli ucu (11) disaridan saran dielektrik malzeme (12), - açik uçlu koaksiyel/kontakt probun (9) iç kisminda yer alan ve iç iletken canli ucu (1 1) ile dielektrik malzemeyi (12) disarindan saran dis iletken / toprak baglantisi (13), - doku tanimlama cihazi (1) iki portlu kontak uygulamasinda; açik uçlu koaksiyel/kontakt probun (9) iç kisminda yer alan iç iletken canli uç - port 1 (14), - iç iletken canli uç - port l”i disaridan saran (14) dielektrik malzeme tip 1 (15), içeren saglik alaninda kanserli prostat dokularinin teshisi için gelistirilmis bir Cihaz ile ilgili olup, - doku tanimlama Cihazi (1) solunda yer alan ve cihaza RF/ mikrodalga kablo (3) ile bagli olan ölçüm aleti (2), - doku tanimlama cihazi (1) üzerinde yer alan S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesi (4) içermesi ile karakterize edilmektedir.10 . Istem 1'deki gibi cihaz ile ilgili olup; doku tanimlama cihazi (1) yaninda yer alan ve cihaza RF / mikrodalga kablo (3) ile baglanmasini saglayan mikrodalga baglanti noktasi (8) içermesi ile karakterize edilmektedir. . Istem l“deki gibi cihaz ile ilgili olup; S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesi (4) içerisinde yer alan ve doku tanimlama cihazi (1) ön kisminda bulunan dijital ekran (5) içermesi ile karakterize edilmektedir. . Istem l,deki gibi cihaz ile ilgili olup; ölçüm aleti (2) içerisinde yer alan ve açik uçlu koaksiyel/kontakt prob (9) ile RF/ mikrodalga kablo (3) arasinda yer alan prob kablo tutma kolu/sapi (10) içermesi ile karakterize edilmektedir. . Bulus, ayrica doku analiz yöntemi olup, - açma kapama dügmesi ile doku tanimlama cihazinin (l) baslatilmasi - doku tanimlama cihazinin (1) kalibrasyon ünitesi ile kalibre edilmesi - ölçüm aletinin (2) tanimlanmasi amaçlanan dokuya yerlestirilmesi - ana ölçüm biriminin S parametrelerini ölçmesi - dielektrik hesabinin yapilip yapilmamasina kullanilan Ölçüm aletinin (2) çesidine dayanarak ana ölçüm birimi tarafindan karar verilmesi - dielektrik sabitinin ters problem yaklasimiyla hesaplama ünitesinde (4) S parametre ölçüm biriminden alinan ölçümlerin kullanilarak dielektrik özelliklerin hesaplanmasi, - giris empedansinm hesaplanmasina S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesi (4) tarafindan karar verilmesi, - giris empedansinin ana ölçüm biriminde bulunan S parametre ölçüm birimi ve hesaplama ünitesi (4) tarafindan ölçümü, - toplanan verilerin bilgisayarda bulunan siniflandirma ünitesine gönderilmesi, - tanimlanmasi amaçlanan dokunun ana Ölçüm birimi tarafindan Siniflandirilmasi, - açma kapama dügmesi ile doku tanimlama cihazinin (1) kapatilmasiadimlarini içermesiyle karakterize edilmektedir.
TR2020/03070A 2020-02-28 2020-02-28 Prostat kanseri̇ni̇n mi̇krodalgalarla karakteri̇zasyonu i̇çi̇n doku anali̇z ci̇hazi ve doku anali̇z yöntemi̇ TR202003070A2 (tr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2020/03070A TR202003070A2 (tr) 2020-02-28 2020-02-28 Prostat kanseri̇ni̇n mi̇krodalgalarla karakteri̇zasyonu i̇çi̇n doku anali̇z ci̇hazi ve doku anali̇z yöntemi̇
GB2212614.8A GB2608040A (en) 2020-02-28 2021-01-12 Tissue analysis device and tissue analysis method for characterizing prostate cancer with microwaves
US17/802,563 US20230135738A1 (en) 2020-02-28 2021-01-12 Tissue analysis device and tissue analysis method for characterizing prostate cancer with microwaves
PCT/TR2021/050017 WO2021173095A1 (en) 2020-02-28 2021-01-12 Tissue analysis device and tissue analysis method for characterizing prostate cancer with microwaves

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2020/03070A TR202003070A2 (tr) 2020-02-28 2020-02-28 Prostat kanseri̇ni̇n mi̇krodalgalarla karakteri̇zasyonu i̇çi̇n doku anali̇z ci̇hazi ve doku anali̇z yöntemi̇

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR202003070A2 true TR202003070A2 (tr) 2021-09-21

Family

ID=77491813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TR2020/03070A TR202003070A2 (tr) 2020-02-28 2020-02-28 Prostat kanseri̇ni̇n mi̇krodalgalarla karakteri̇zasyonu i̇çi̇n doku anali̇z ci̇hazi ve doku anali̇z yöntemi̇

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230135738A1 (tr)
GB (1) GB2608040A (tr)
TR (1) TR202003070A2 (tr)
WO (1) WO2021173095A1 (tr)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6813515B2 (en) * 2002-01-04 2004-11-02 Dune Medical Devices Ltd. Method and system for examining tissue according to the dielectric properties thereof
US7720532B2 (en) * 2004-03-23 2010-05-18 Dune Medical Ltd. Clean margin assessment tool
US9750425B2 (en) * 2004-03-23 2017-09-05 Dune Medical Devices Ltd. Graphical user interfaces (GUI), methods and apparatus for data presentation
ES2632341T3 (es) * 2010-12-15 2017-09-12 Medielma S.R.L. Sistema de detección electromagnética y procedimiento de localización de tumores/calcificaciones en tejidos

Also Published As

Publication number Publication date
US20230135738A1 (en) 2023-05-04
GB2608040A (en) 2022-12-21
WO2021173095A1 (en) 2021-09-02
GB202212614D0 (en) 2022-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lazebnik et al. A large-scale study of the ultrawideband microwave dielectric properties of normal, benign and malignant breast tissues obtained from cancer surgeries
Lazebnik et al. A large-scale study of the ultrawideband microwave dielectric properties of normal breast tissue obtained from reduction surgeries
Scapaticci et al. A feasibility study on microwave imaging for brain stroke monitoring
Moqadam et al. Cancer detection based on electrical impedance spectroscopy: A clinical study
Bourqui et al. Measurement and analysis of microwave frequency signals transmitted through the breast
Halter et al. Genetic and least squares algorithms for estimating spectral EIS parameters of prostatic tissues
US20190038262A1 (en) Apparatus, system and method for diagnostic imaging forceps
La Gioia et al. Investigation of histology radius for dielectric characterisation of heterogeneous materials
Yilmaz et al. Microwave dielectric spectroscopy of renal calculi: A large scale study on dielectric properties from 500 MHz to 18 GHz
Kim et al. Measurement of electrical characteristics of female breast tissues for the development of the breast cancer detector
Bidgoli et al. On the sensitivity of bevelled and conical coaxial needle probes for dielectric spectroscopy
Xu et al. Sensitivity investigation of open-ended coaxial probe in skin cancer detection
JP7212827B2 (ja) 診断装置、トモグラフィ処理の実行方法、診断プログラム
TR202003070A2 (tr) Prostat kanseri̇ni̇n mi̇krodalgalarla karakteri̇zasyonu i̇çi̇n doku anali̇z ci̇hazi ve doku anali̇z yöntemi̇
Canicattì et al. Dielectric characterization of biological samples by using an open-ended coaxial probe
Savazzi et al. Development of a transmission-based open-ended coaxial-probe suitable for axillary lymph node dielectric measurements
US11923880B2 (en) Non-invasive electromagnetic system for the diagnosis and monitoring of in-vivo and ex-vivo skin anomalies using lesion-optimized sensor system design and topology
Kuwahara et al. Measurement and Analysis of Complex Permittivity of Breast Cancer in Microwave Band
Yilmaz Towards optimization of open ended contact probes for breast cancer diagnosis
Fornés Leal Dielectric characterization of biological tissues for medical applications
EP3801242A1 (en) Systems and methods for assessing a physiological property of a biological tissue based on its microwave transmission properties
Sharma Reflectometry analysis for skin cancer detection using a new millimeter-wave sensor in sub-THz range
Fornes-Leal et al. Variability of the dielectric properties due to tissue heterogeneity and its influence on the development of EM phantoms
Naqvi et al. Handheld Microwave System for In-vivo Skin Cancer Detection: Development and Clinical Validation
Mayrovitz et al. Tissue Dielectric Constant Differentials between Malignant and Benign Breast Tumors