[go: up one dir, main page]

RU2506049C1 - Device for diagnosing skin cancer - Google Patents

Device for diagnosing skin cancer Download PDF

Info

Publication number
RU2506049C1
RU2506049C1 RU2012134481/14A RU2012134481A RU2506049C1 RU 2506049 C1 RU2506049 C1 RU 2506049C1 RU 2012134481/14 A RU2012134481/14 A RU 2012134481/14A RU 2012134481 A RU2012134481 A RU 2012134481A RU 2506049 C1 RU2506049 C1 RU 2506049C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bragg grating
optic
laser
fibre
fiber
Prior art date
Application number
RU2012134481/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Алексеевич Братченко
Владимир Николаевич Гришанов
Валерий Павлович Захаров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
Priority to RU2012134481/14A priority Critical patent/RU2506049C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2506049C1 publication Critical patent/RU2506049C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medical equipment, namely to examinations with diagnostic purposes, and can be applied in dermatology and oncology. Device for skin cancer diagnostics includes laser and PC, as well as optic system, consisting of fibre-optic probe, which includes transmitting optic fibre with formed on distal end transmission Bragg grating-light filter, adjusted to laser wave length, and length, receiving optic fibre with formed in it notch-filter in form of Bragg grating, blocking laser radiation, optic fibre splitter, to each outlet channel of which connected is its own Bragg grating, adjusted to transmission of a particular wavelength of spectrum of combination dispersion and connected optically to its own photoreceiver or a series of photoreceivers with parallel access, whose outlets are connected with card of PC data collection. Detachable metal figured washer, permitting disinfection or replacement in case if patients change, is installed on the butt end of fibre-optic probe.
EFFECT: invention makes it possible to solve problems of diagnostics of skin malignant neoplasm boundaries in carrying out operations and medicinal impact, and endoscopic examinations.
1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к исследованиям с диагностическими целями, и может быть использовано в дерматологии и онкологии при решении задач диагностики границ злокачественных новообразований на коже при проведении операций и медикаментозных воздействиях, эндоскопических обследованиях, а также в приборостроении при изготовлении медицинской техники.The invention relates to medical equipment, namely to research for diagnostic purposes, and can be used in dermatology and oncology in solving the problems of diagnosing the boundaries of malignant neoplasms on the skin during operations and medical treatments, endoscopic examinations, as well as in instrumentation in the manufacture of medical equipment.

Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР) широко применяется в биологических исследованиях, начиная с изучения очищенных биологических веществ и кончая исследованиями на уровне отдельных клеток. Данная методика обладает некоторыми характеристиками, делающими ее особенно подходящей для исследований кожи как in vivo, так и in vitro (Лукассен Д.В. и др. Спектроскопия инфракрасного поглощения и комбинационного рассеяния кожи человека in vivo. В кн.: Оптическая биомедицинская диагностика. В 2 т.Т. 2 / Пер. с англ. под ред. В.В.Тучина. - М: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - С.124-153). Спектроскопия КР дает детальную информацию о молекулярном составе и молекулярных структурах кожи. Кроме того, поскольку молекулярные колебания подвержены непосредственному влиянию микроокружения функциональных групп, колебательный спектр несет информацию о межмолекулярном взаимодействии. Более того, вся эта информация может быть извлечена совершенно неинвазивным образом, поскольку спектры КР можно снимать прямо на коже. В тех случаях, когда нужно отследить какие-либо изменения, это дает особенно большое преимущество по сравнению с существующей техникой, требующей изъятия кожного материала, например путем отрыва с помощью клейкой ленты. Важным преимуществом спектроскопии КР является то, что могут быть исследованы не только поверхностные, но и более глубоко лежащие слои кожи. Однако описанное в вышеупомянутой статье устройство для получения спектров КР включает в себя спектрометр и ПЗС-камеру, а его работа предусматривает формирование и регистрацию полного спектра КР в заданном диапазоне длин волн и его обработку, тем самым снижая оперативность получения диагностического результата.Raman spectroscopy (Raman spectroscopy) is widely used in biological research, starting with the study of purified biological substances and ending with studies at the level of individual cells. This technique has some characteristics that make it particularly suitable for in vivo and in vitro skin studies (D. Lucassen et al. In vivo infrared absorption and Raman spectroscopy of human skin. In: Optical biomedical diagnostics. B 2 vol. 2 / Transl. From English under the editorship of V.V. Tuchin. - M: FIZMATLIT, 2007. - P.124-153). Raman spectroscopy provides detailed information on the molecular composition and molecular structures of the skin. In addition, since molecular vibrations are directly affected by the microenvironment of functional groups, the vibrational spectrum carries information about the intermolecular interaction. Moreover, all this information can be extracted in a completely non-invasive manner, since Raman spectra can be recorded directly on the skin. In cases where you need to track any changes, this gives a particularly great advantage compared to the existing technique requiring the removal of skin material, for example by tearing with adhesive tape. An important advantage of Raman spectroscopy is that not only superficial but also deeper layers of the skin can be investigated. However, the device for obtaining Raman spectra described in the aforementioned article includes a spectrometer and a CCD camera, and its operation provides for the formation and recording of the entire Raman spectrum in a given wavelength range and its processing, thereby reducing the speed of obtaining a diagnostic result.

В отличие от диффузного рассеяния комбинационное рассеяние оптического излучения характеризуется сдвигом частоты излучения по отношению к частоте падающего излучения. Причем этот сдвиг связан с частотой колебания рассеивающей молекулы. Учитывая, что каждое химическое вещество имеет свое уникальное микроскопическое строение, которое в том числе отличается по собственным колебательным частотам, спектральный анализ комбинационного рассеяния позволяет однозначно судить о химическом веществе, находящемся в области наблюдения (рассеяния). Для клеток опухоли характерно наличие определенного набора пиков интенсивности комбинационного рассеяния на выделенных частотных сдвигах, которые формируют определенную сигнатуру. Характерная сигнатура КР новообразований кожи формируется за счет фосфодиэфирных О-Р-О колебаний ДНК (788 см-1), колебаний пролина и основной полосы С-С колебаний белков (850 и 950 см-1), молекулярных колебаний коллагена (1268 и 1312 см-1) и фенилаланина (1003 см-1), а для меланомы дополнительно наблюдаются пики интенсивностей в области 1650 и 1450 см-1, отвечающие колебаниям метиленовой группы СН2 (Gniadecka М. et all. Melanoma Diagnosis by Raman Spectroscopy and Neural Networks: Structure Alterations in Proteins and Lipids in Intact Cancer Tissue. // J Invest Dermatol, 2004. - №122. - P. 443-449).In contrast to diffuse scattering, Raman scattering of optical radiation is characterized by a shift in the radiation frequency with respect to the incident radiation frequency. Moreover, this shift is associated with the oscillation frequency of the scattering molecule. Considering that each chemical substance has its own unique microscopic structure, which also differs in its own vibrational frequencies, the spectral analysis of Raman scattering makes it possible to unambiguously judge the chemical substance in the observation (scattering) region. Tumor cells are characterized by the presence of a certain set of peaks of Raman scattering intensity at the selected frequency shifts, which form a certain signature. A characteristic signature of the skin lesions is formed due to phosphodiester O-P-O DNA vibrations (788 cm -1 ), proline vibrations and the main C-C band of protein vibrations (850 and 950 cm -1 ), molecular collagen vibrations (1268 and 1312 cm -1 ) and phenylalanine (1003 cm -1 ), and for melanoma, intensity peaks are additionally observed in the regions of 1650 and 1450 cm -1 , corresponding to vibrations of the methylene group CH 2 (Gniadecka M. et all. Melanoma Diagnosis by Raman Spectroscopy and Neural Networks: Structure Alterations in Proteins and Lipids in Intact Cancer Tissue. // J Invest Dermatol, 2004. - No. 122. - P. 443-449).

Известен клинический инструмент для комбинированной спектроскопии КР - оптической когерентной томографии рака кожи, описанный в статье Patil С.A. et all. A Clinical Instrument for Combined Raman Spectroscopy-Optical Coherence Tomography of Skin Cancers. // Lasers in Surgery and Medicine. - 2011. - №43. - P.143-151. В нем канал комбинационного рассеяния выполнен в виде пробника, состоящего из дискретных традиционных оптических элементов: линз, зеркал и светофильтров; спектр комбинационного рассеяния формируется спектрографом; регистрируется ПЗС-камерой; анализируется и сохраняется в ПЭВМ. Сами авторы отмечают низкую оперативность получения спектроскопической информации, а большие габариты и масса пробника КР вызвали необходимость его размещения на механической руке.A well-known clinical tool for combined Raman spectroscopy - optical coherence tomography of skin cancer, described in the article Patil C.A. et all. A Clinical Instrument for Combined Raman Spectroscopy-Optical Coherence Tomography of Skin Cancers. // Lasers in Surgery and Medicine. - 2011. - No. 43. - P.143-151. In it, the Raman channel is made in the form of a probe, consisting of discrete traditional optical elements: lenses, mirrors, and light filters; Raman spectrum is formed by a spectrograph; recorded by a CCD camera; analyzed and stored in the PC. The authors themselves note the low efficiency of obtaining spectroscopic information, and the large dimensions and mass of the CR probe necessitated its placement on a mechanical arm.

Наиболее близким техническим решением является устройство, предложенное в статье Larraona-Puy М. et all. Development of Raman microspectroscopy for automated detection and imaging of basal cell carcinoma. // Journal of Biomedical Optics. - 2009. - Vol.14(5). - №054031. - P. 1-10, в которой, кроме того, статистическими исследованиями убедительно обоснован способ диагностики рака кожи на примере базально-клеточной карциномы путем многомерного анализа отношений интенсивностей спектральных пиков КР. Устройство содержит лазер, возбуждающий спектры КР, два интерференционных notch-фильтра для подавления возбуждающего излучения в рассеянном анализируемом излучении, спектрограф, ПЗС-детектор и ПЭВМ.The closest technical solution is the device proposed in the article Larraona-Puy M. et all. Development of Raman microspectroscopy for automated detection and imaging of basal cell carcinoma. // Journal of Biomedical Optics. - 2009 .-- Vol.14 (5). - No. 054031. - P. 1-10, in which, in addition, statistical studies have convincingly substantiated a method for diagnosing skin cancer using basal cell carcinoma as an example by multivariate analysis of intensity ratios of Raman spectral peaks. The device contains a laser exciting the Raman spectra, two interference notch filters for suppressing the exciting radiation in the scattered analyzed radiation, a spectrograph, a CCD detector, and a PC.

Предложенное устройство имеет недостатки, заключающиеся в низком быстродействии из-за последовательной обработки всего спектра КР, сложности и громоздкости конструкции, наличия оптических элементов, требующих очень точной юстировки, что обусловливает необходимость использования дополнительной виброизоляции и ухудшает потребительские свойства устройства.The proposed device has drawbacks consisting in low speed due to sequential processing of the entire Raman spectrum, complexity and cumbersome design, the presence of optical elements that require very precise alignment, which necessitates the use of additional vibration isolation and degrades the consumer properties of the device.

Задачами изобретения являются повышение быстродействия устройства, упрощение конструкции и уменьшение ее габаритов.The objectives of the invention are to increase the speed of the device, simplifying the design and reducing its size.

Указанные задачи решаются за счет того, что в устройстве диагностики рака кожи методом спектроскопии комбинационного рассеяния, включающем лазер с оптоволоконным выводом излучения, передающее оптоволокно с сформированными на дистальном конце пропускающей брэгговской решеткой-светофильтром, настроенной на длину волны лазера, и линзой, приемное оптоволокно с сформированным в нем заграждающим notch-фильтром в виде брэгговской решетки, оптоволоконный разветвитель, к каждому выходному каналу которого подсоединена своя оптоволоконная брэгговская решетка, настроенная на пропускание определенной длины волны спектра комбинационного рассеяния и оптически связанная с собственным фотоприемником или линейкой фотоприемников с параллельным доступом, выходы которых соединены с платой сбора данных ПЭВМ. Передающее и приемное оптоволокна объединены в зонд, сменная металлическая фигурная шайба которого определяет расстояние до рассеивающей поверхности, экранирует дистальный торец зонда от внешних засветок и допускает дезинфекцию или замену при смене пациентов.These problems are solved due to the fact that in the device for diagnosing skin cancer by Raman spectroscopy, which includes a laser with an optical fiber radiation output, a transmitting fiber with a transmitting Bragg grating-optical filter configured at the laser wavelength and a lens, a receiving optical fiber with the notch filter formed in it in the form of a Bragg grating, a fiber optic splitter, to each output channel of which its own fiber optic bragg is connected This grating is configured to transmit a specific wavelength of the Raman spectrum and is optically coupled to its own photodetector or a line of photodetectors with parallel access, the outputs of which are connected to a PC data acquisition board. The transmitting and receiving optical fibers are combined into a probe whose interchangeable metal washer determines the distance to the scattering surface, shields the distal end of the probe from external exposure and allows disinfection or replacement when changing patients.

Использование оптоволоконного зонда и приемных оптоволокон с брэгговскими решетками-светофильтрами и фотоприемников с параллельным доступом позволяет упростить конструкцию устройства, уменьшить его габариты и повысить быстродействие. Кроме того, предлагаемое решение не требует дополнительных юстировок и может работать в условиях внешних ударных и вибрационных внешних нагрузок, не требует дополнительной виброизоляции.The use of an optical fiber probe and receiving optical fibers with Bragg gratings, light filters and photodetectors with parallel access allows us to simplify the design of the device, reduce its dimensions and increase speed. In addition, the proposed solution does not require additional adjustments and can work in conditions of external shock and vibration external loads, does not require additional vibration isolation.

На чертеже показана схема устройства диагностики рака кожи методом спектроскопии комбинационного рассеяния. Поперечным к оптической оси оптоволокна периодическим набором линий обозначены брэгговские решетки, сформированные в оптоволокне.The drawing shows a diagram of a device for diagnosing skin cancer by Raman spectroscopy. A transverse set of lines across the optical axis of the optical fiber is the Bragg gratings formed in the optical fiber.

Устройство содержит оптоволоконный зонд 1, например отрезок металлической трубки, внутрь которой вклеены передающее 2 и приемное 3 оптоволокна. На дистальном, обращенном к объекту диагностики 4 торце передающего оптоволокна сформирована линза 5 и в самом оптоволокне - брэгговская пропускающая решетка-светофильтр 6, настроенная на излучение лазера 7, а вблизи дистального торца приемного оптоволокна 3 в нем сформирована заграждающая брэгговская решетка - notch-фильтр 8, препятствующая попаданию упругорассеянного лазерного излучения в приемный канал. Расстояние до объекта диагностики определяется толщиной съемной фигурной металлической шайбы 9, другое назначение которой - экранировать входной торец приемного волокна от внешних засветок, а будучи выполненной съемной она допускает дезинфекцию или замену при переходе от диагностики одного пациента к диагностике другого. Другим концом приемное оптоволокно оптически соединено с разветвителем 10. К выходу разветвителя 10 оптически присоединены оптоволокна 11 - 19, заканчивающиеся брегговскими решетками-светофильтрами 20, максимум спектра пропускания каждой из которых настроен на пропускание комбинационно рассеянного излучения на одной из диагностических длин волн. Выходы оптоволокон 11-19 оптически связаны с собственными фотоприемниками или линейкой фотоприемников с параллельным доступом 21, выходы которых соединены с платой сбора данных 22 ПЭВМ 23.The device comprises an optical fiber probe 1, for example, a piece of a metal tube, into which a transmitting 2 and a receiving 3 optical fiber are glued. A lens 5 is formed on the distal end of the transmitting optical fiber 4 facing the diagnostic object and, in the optical fiber itself, a Bragg transmission grating-filter 6 tuned to laser radiation 7, and near the distal end of the receiving optical fiber 3, a notch filter grating 8 is formed in it , preventing the penetration of elastically scattered laser radiation into the receiving channel. The distance to the diagnostic object is determined by the thickness of the removable curly metal washer 9, the other purpose of which is to shield the input end of the receiving fiber from external illumination, and when removable, it allows disinfection or replacement when switching from the diagnosis of one patient to the diagnosis of another. At the other end, the receiving optical fiber is optically connected to the splitter 10. Optical fibers 11 - 19 are terminated to the output of the splitter 10, ending with Bragg grating-filters 20, the maximum transmission spectrum of each of which is configured to transmit Raman radiation at one of the diagnostic wavelengths. The outputs of the optical fibers 11-19 are optically connected to their own photodetectors or a line of photodetectors with parallel access 21, the outputs of which are connected to the data acquisition board 22 of the PC 23.

В соответствии со способом диагностики рака кожи, основанным на соотношении пиков комбинационного рассеяния (Larraona-Puy М. et all. Development of Raman microspectroscopy for automated detection and imaging of basal cell carcinoma. // Journal of Biomedical Optics. - 2009. - Vol.14 (5). - №054031. - P.1-10, Gniadecka M. et all. Melanoma Diagnosis by Raman Spectroscopy and Neural Networks: Structure Alterations in Proteins and Lipids in Intact Cancer Tissue, J Invest Dermatol, 2004. №122, P. 443-449), максимум спектра пропускания каждой из брэгговских решеток-светофильтров 20, сформированных в оптоволокнах 11-19, выбирается по частотным сдвигам относительно центральной длины волны излучения лазера 7 максимумов стоксовых компонент спектра комбинационного рассеяния кожи. Так длина волны максимума спектра пропускания брегговской решетки-светофильтра оптоволокна 11 должна быть сдвинута в длинноволновую сторону относительно длины волны излучения лазера 7 на 788 см-1 в частотном представлении, для оптоволокна 12 - на 850 см-1, для 13 - на 950 см-1, для 14 - на 1003 см-1, для 15 - на 1093 см-1, для 16 - на 1268 см-1, для 17 - на 1312 см-1, для 18 - на 1450 см-1, для 19 - на 1650 см-1. Данные спектральные полосы включают в себя все основные (сильные) пики интенсивности комбинационного рассеяния для всех форм рака.In accordance with a method for diagnosing skin cancer based on the ratio of the peaks of Raman scattering (Larraona-Puy M. et all. Development of Raman microspectroscopy for automated detection and imaging of basal cell carcinoma. // Journal of Biomedical Optics. - 2009. - Vol. 14 (5). - No. 054031. - P.1-10, Gniadecka M. et all. Melanoma Diagnosis by Raman Spectroscopy and Neural Networks: Structure Alterations in Proteins and Lipids in Intact Cancer Tissue, J Invest Dermatol, 2004. No. 122 , P. 443-449), the maximum transmission spectrum of each of the Bragg gratings-filters 20 formed in the optical fibers 11-19 is selected by the frequency shifts relative to the central laser radiation wavelength of 7 maxima Oxide components of the Raman spectrum of the skin. So the wavelength of the maximum of the transmission spectrum of the Bragg grating-filter of optical fiber 11 should be shifted in the long-wave direction relative to the wavelength of the laser 7 by 788 cm -1 in the frequency representation, for optical fiber 12 - by 850 cm -1 , for 13 - by 950 cm - 1 , for 14 - at 1003 cm -1 , for 15 - at 1093 cm -1 , for 16 - at 1268 cm -1 , for 17 - at 1312 cm -1 , for 18 - at 1450 cm -1 , for 19 - at 1650 cm -1 . These spectral bands include all the main (strong) peaks of Raman intensity for all forms of cancer.

Устройство работает следующим образом. Оптоволоконный зонд 1 съемной фигурной шайбой 9 прикладывается к диагностируемому участку кожи 4 пациента. По команде с ПЭВМ 23 включается лазер 7, и его излучение, распространяющееся по передающему оптоволокну 2, фокусируется сформированной на его дистальном торце линзой 5 на поверхность кожи 4 или выбранный по диагностическим соображениям подповерхностный ее слой. Рассеянное диагностируемым объектом 4 излучение попадает на дистальный торец приемного оптоволокна 3. Упругорассеянная компонента этого излучения подавляется брэгговской решеткой - notch-фильтром 8, сформированной в приемном волокне 3. Комбинационно-рассеянное излучение через разветвитель 10 попадает в оптоволокна 11-19, заканчивающиеся брегговскими решетками-светофильтрами 20, максимум спектра пропускания каждой из которых настроен на пропускание комбинационно рассеянного излучения на одной из диагностических длин волн.The device operates as follows. The optical fiber probe 1 with a removable curly washer 9 is applied to the diagnosed area of the skin 4 of the patient. On command from the PC 23, the laser 7 is turned on, and its radiation propagating through the transmitting optical fiber 2 is focused by the lens 5 formed at its distal end to the skin surface 4 or its subsurface layer selected for diagnostic reasons. The radiation scattered by the diagnosed object 4 falls on the distal end of the receiving optical fiber 3. The elastic-scattered component of this radiation is suppressed by the Bragg grating — notch filter 8 formed in the receiving fiber 3. The Raman-scattered radiation through the splitter 10 enters the optical fibers 11-19 ending in the Bragg gratings 20 filters, the maximum transmission spectrum of each of which is configured to transmit Raman scattered radiation at one of the diagnostic wavelengths.

С выходных торцов каждого из оптоволокон 11-19 излучение с интенсивностями I778 см-1, I850 см-1, I950 см-1, I1003 см-1, I1093 см-1, I1268 см-1, I1312 см-1, I1450 см-1, I1650 см-1 попадает на свой фотоприемник 21 и далее, будучи преобразованным в электрический сигнал, пропорциональный интенсивности соответствующей спектральной компоненты комбинационно-рассеянного излучения, в форме электрического сигнала по девяти параллельным каналам поступает на плату сбора данных 22 и далее в ПЭВМ 23. ПЭВМ 23 рассчитывает отношения интенсивностей в каждом из каналов, которые формируют сигнатуру КР, которая используется для квалификации диагностического участка кожи. Так, в соответствии с классификатором, предложенным в статье Larraona-Puy М. et all. Development of Raman microspectroscopy for automated detection and imaging of basal cell carcinoma. // Journal of Biomedical Optics. - 2009. - Vol.14 (5). - №054031. - P.1-10, для идентификации базально-клеточной карциномы достаточно использовать следующие отношенияFrom the output ends of each of the optical fibers 11-19, the radiation with intensities I778 cm -1 , I850 cm -1 , I950 cm -1 , I1003 cm -1 , I1093 cm -1 , I1268 cm -1 , I1312 cm -1 , I1450 cm - 1 , I1650 cm -1 gets on its photodetector 21 and then, being converted into an electric signal proportional to the intensity of the corresponding spectral component of Raman scattered radiation, in the form of an electric signal through nine parallel channels it goes to the data acquisition board 22 and then to the PC 23. PC 23 calculates the intensity ratios in each of the channels that form comfort signature of the Kyrgyz Republic, which is used to qualify a diagnostic area of the skin. So, in accordance with the classifier proposed in the article Larraona-Puy M. et all. Development of Raman microspectroscopy for automated detection and imaging of basal cell carcinoma. // Journal of Biomedical Optics. - 2009 .-- Vol.14 (5). - No. 054031. - P.1-10, to identify basal cell carcinoma, it is sufficient to use the following relationships

r1=I778 см-1/I1003 см-1;r 1 = I778 cm -1 / I1003 cm -1 ;

r2=I850 см-1/I1003 см-1;r 2 = I850 cm -1 / I1003 cm -1 ;

r3=I950 см-1/I1003 см-1;r 3 = I950 cm -1 / I1003 cm -1 ;

r4=I1093 см-1/I1003 см-1;r 4 = I1093 cm -1 / I1003 cm -1 ;

r5=I1312 см-1/I1268 см-1.r 5 = I1312 cm -1 / I1268 cm -1 .

Для идентификации меланомы в соответствии с (Gniadecka М. et all. Melanoma Diagnosis by Raman Spectroscopy and Neural Networks: Structure Alterations in Proteins and Lipids in Intact Cancer Tissue. // J Invest Dermatol, 2004. - №122. - P. 443-449.) надо дополнительно использовать отношение r6 зарегистрированного излучения в каналах 18 и 19, отвечающих полосам комбинационного рассеяния 1650 см-1 и 1450 см-1:To identify melanoma in accordance with (Gniadecka M. et all. Melanoma Diagnosis by Raman Spectroscopy and Neural Networks: Structure Alterations in Proteins and Lipids in Intact Cancer Tissue. // J Invest Dermatol, 2004. - No. 122. - P. 443- 449.) it is necessary to additionally use the ratio r 6 of the detected radiation in the channels 18 and 19 corresponding to the Raman scattering bands of 1650 cm -1 and 1450 cm -1 :

r6=I1650 см-1 /I1450 см-1.r 6 = I1650 cm -1 / I1450 cm -1 .

Claims (1)

Устройство диагностики рака кожи, включающее лазер, оптическую систему и ПЭВМ, отличающееся тем, что оптическая система состоит из оптоволоконного зонда, включающего передающее оптоволокно с сформированными на дистальном конце пропускающей брэгговской решеткой-светофильтром, настроенной на длину волны лазера, и линзой, приемное оптоволокно с сформированным в нем заграждающим лазерное излучение notch-фильтром в виде брэгговской решетки, оптоволоконного разветвителя, к каждому выходному каналу которого подсоединена своя оптоволоконная брэгговская решетка, настроенная на пропускание определенной длины волны спектра комбинационного рассеяния и оптически связанная с собственным фотоприемником или линейкой фотоприемников с параллельным доступом, выходы которых соединены с платой сбора данных ПЭВМ, на торце оптоволоконного зонда установлена съемная металлическая фигурная шайба, допускающая дезинфекцию или замену при смене пациентов. A device for diagnosing skin cancer, including a laser, an optical system and a PC, characterized the fact that the optical system consists of an optical fiber probe, including a transmitting optical fiber with a transmitting Bragg grating-optical filter configured at the laser wavelength at the distal end, and a lens, a receiving optical fiber with a notch filter formed in it by the laser radiation in the form of a Bragg grating, fiber splitter, each output channel of which has its own fiber-optic Bragg grating, configured to transmit a specific wavelength of the spectrum scattering and optically coupled to its own photodetector or a line of photodetectors with parallel access, the outputs of which are connected to a PC data acquisition board, a removable metal figured washer is installed at the end of the fiber optic probe, which allows disinfection or replacement when changing patients.
RU2012134481/14A 2012-08-10 2012-08-10 Device for diagnosing skin cancer RU2506049C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134481/14A RU2506049C1 (en) 2012-08-10 2012-08-10 Device for diagnosing skin cancer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134481/14A RU2506049C1 (en) 2012-08-10 2012-08-10 Device for diagnosing skin cancer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2506049C1 true RU2506049C1 (en) 2014-02-10

Family

ID=50032128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012134481/14A RU2506049C1 (en) 2012-08-10 2012-08-10 Device for diagnosing skin cancer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2506049C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999045338A1 (en) * 1998-03-06 1999-09-10 Optical Coherence Technologies, Inc. Optical coherent tomography apparatus, fiberoptic lateral scanner and method for studying biological tissues in vivo
RU98104238A (en) * 1998-03-06 1999-12-10 В.М. Геликонов DEVICE FOR OPTICAL COHERENT TOMOGRAPHY, FIBER-OPTICAL FIBER SCANNING DEVICE AND METHOD FOR DIAGNOSTIC OF BIOTABLET IN VIVO
RU2169525C1 (en) * 2000-01-20 2001-06-27 Институт прикладной физики РАН Method for in vivo diagnosing pathological zone in laminated biological organ system composed of epithelium and connective tissue sublayer
RU83419U1 (en) * 2008-11-26 2009-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор" LASER MEDICAL DEVICE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999045338A1 (en) * 1998-03-06 1999-09-10 Optical Coherence Technologies, Inc. Optical coherent tomography apparatus, fiberoptic lateral scanner and method for studying biological tissues in vivo
RU98104238A (en) * 1998-03-06 1999-12-10 В.М. Геликонов DEVICE FOR OPTICAL COHERENT TOMOGRAPHY, FIBER-OPTICAL FIBER SCANNING DEVICE AND METHOD FOR DIAGNOSTIC OF BIOTABLET IN VIVO
RU2169525C1 (en) * 2000-01-20 2001-06-27 Институт прикладной физики РАН Method for in vivo diagnosing pathological zone in laminated biological organ system composed of epithelium and connective tissue sublayer
RU83419U1 (en) * 2008-11-26 2009-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор" LASER MEDICAL DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Santos et al. Fiber-optic probes for in vivo Raman spectroscopy in the high-wavenumber region
Matousek et al. Noninvasive Raman spectroscopy of human tissue in vivo
US6006001A (en) Fiberoptic assembly useful in optical spectroscopy
Motz et al. Real-time Raman system for in vivo disease diagnosis
Krafft et al. Biomedical applications of Raman and infrared spectroscopy to diagnose tissues
Krafft et al. Raman and CARS microspectroscopy of cells and tissues
Subhash et al. Oral cancer detection using diffuse reflectance spectral ratio R540∕ R575 of oxygenated hemoglobin bands
ATE364173T1 (en) USE OF HIGH WAVE NUMBER RAMAN SPECTROSCOPY TO MEASURE TISSUE
US20040124366A1 (en) Apparatus and methods relating to high speed spectroscopy and excitation-emission matrices
US20070088219A1 (en) System and method for coherent anti-stokes raman scattering endoscopy
Iping Petterson et al. Characterisation of a fibre optic Raman probe within a hypodermic needle
US20200103276A1 (en) Optical probe, raman spectroscopy system, and method of using the same
WO2014124531A1 (en) Integrated spectral probe for raman, reflectance and fluorescence spectral measurements
CA2711643A1 (en) Systems and methods for tissue examination, diagnostic, treatment, and/or monitoring
Barik et al. In vivo spectroscopy: optical fiber probes for clinical applications
Zeng et al. Raman spectroscopy for in vivo tissue analysis and diagnosis, from instrument development to clinical applications
RU2506049C1 (en) Device for diagnosing skin cancer
Dai et al. Fiber-optic Raman spectrum sensor for fast diagnosis of esophageal cancer
Li et al. Raman spectroscopy of Chinese human skin in vivo
Zhao et al. Nonlinear optical microscopy for skin in vivo: Basics, development and applications
WO2008086191A1 (en) Time-gated raman spectroscopy device
Zeng et al. Real-time in vivo tissue Raman spectroscopy for early cancer detection
Pozhar et al. Application of Acousto-Optical Hyperspectral Imaging for Skin Cancer Diagnostics
Fitzmaurice et al. Raman spectroscopy: development of clinical applications for breast cancer diagnosis
Baria et al. Fast and label-free optical detection of dysplastic and tumour brain tissues

Legal Events

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

Effective date: 20140811

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150827

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160811