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 yöntemi̇Info
- 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
Links
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 title claims abstract description 68
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 7
- 206010060862 Prostate cancer Diseases 0.000 title abstract description 10
- 208000000236 Prostatic Neoplasms Diseases 0.000 title abstract description 10
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 title description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims abstract description 12
- 210000002307 prostate Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 10
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 8
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000007635 classification algorithm Methods 0.000 description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 3
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 208000004434 Calcinosis Diseases 0.000 description 1
- 206010009944 Colon cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000001333 Colorectal Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 230000002308 calcification Effects 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/0507—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves using microwaves or terahertz waves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/43—Detecting, measuring or recording for evaluating the reproductive systems
- A61B5/4375—Detecting, measuring or recording for evaluating the reproductive systems for evaluating the male reproductive system
- A61B5/4381—Prostate 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)
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.
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)
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 |
-
2020
- 2020-02-28 TR TR2020/03070A patent/TR202003070A2/tr unknown
-
2021
- 2021-01-12 GB GB2212614.8A patent/GB2608040A/en active Pending
- 2021-01-12 WO PCT/TR2021/050017 patent/WO2021173095A1/en active Application Filing
- 2021-01-12 US US17/802,563 patent/US20230135738A1/en active Pending
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 |