Устройство для флуоресцентной диагностики злокачественных новообразований

Авторы патента:

ТЕР-МАРТИРОСЯН Александр Леонович (RU)

A61B5/00 - Измерение для диагностических целей (радиодиагностика A61B 6/00; диагностика с помощью ультразвуковых, инфразвуковых и звуковых волн A61B 8/00); опознание личности

Владельцы патента RU 2539902:

Закрытое акционерное общество "Полупроводниковые приборы" (RU)

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для флуоресцентной диагностики новообразований кожи, а также внутрикожных рецидивов других опухолей. Устройство для флуоресцентной диагностики злокачественных новообразований, включающее светодиодный излучатель, видеокамеру со спектрально-селективной оптической системой и компьютер с монитором, дополнительно содержит переключатель режима работы излучателя и USB-концентратор, при этом один вход переключателя режима работы излучателя соединен с источником питающего напряжения, другой его вход соединен с выходом USB-концентратора, первый вход которого соединен с выходом персонального компьютера, а его второй вход-выход соединен со входом-выходом видеокамеры, при этом выход переключателя режима работы излучателя соединен со входом излучателя. Повышается точность определения границ злокачественного новообразования. 2 ил.

Известно устройство для флуоресцентной диагностики новообразований кожи, включающее цифровую камеру и источник возбуждающего излучения, отличающееся тем, что цифровая камера характеризуется наличием монохромной CCD-матрицы и снабжена обоймой дихроичных фильтров, в качестве источника возбуждающего излучения используют две люминесцентные лампы с максимумами излучения 390, 415 и 433 нм; дополнительно снабжено экраном с высокопоглощающими свойствами, двумя кронштейнами для крепления люминесцентных ламп и персональным компьютером, RU 64783 U1.

Недостатком данного устройства является невозможность точного согласования спектра люминесцентной лампы со спектром поглощения фотосенсибилизатора, что обусловливает низкую чувствительность диагностической аппаратуры и негативно влияет на точность диагностики. Кроме того, устройство предполагает сопоставление трех изображений, снятых в разное время в разных спектральных диапазонах, что усложняет диагностику.

Известно устройство для флуоресцентной диагностики новообразований, включающее, по крайней мере, одну матрицу светодиодов, телекамеру со спектрально-селективной оптической системой и систему отображения видеоинформации в виде компьютера с монитором, RU 2176475.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Точность определения границ патогенного участка с помощью этого устройства недостаточна; это объясняется тем, что облучение происходит при непрерывном излучении светодиодов. При этом видеокамера воспринимает как флуоресценцию от пораженного участка, так и внешнее фоновое излучение, отраженное от непораженных участков, смежных с пораженным. В результате значительно снижается контрастность получаемого изображения и, соответственно, точность определения границ злокачественного новообразования, что не позволяет точно определить дозу облучения, необходимую для последующего лечения.

Задачей изобретения является повышение точности определения границ злокачественного новообразования.

Согласно изобретению устройство для флуоресцентной диагностики злокачественных новообразований, включающее светодиодный излучатель, видеокамеру со спектрально-селективной оптической системой и компьютер с монитором, дополнительно содержит переключатель режима работы излучателя, содержащий микросхему и транзисторный ключ, и USB-концентратор, при этом один вход переключателя режима работы излучателя соединен с источником питающего напряжения, другой его вход соединен с выходом USB-концентратора, первый вход которого соединен с выходом компьютера, а его второй вход-выход соединен со входом-выходом видеокамеры, при этом выход переключателя режима работы излучателя соединен со входом излучателя.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «Новизна».

Благодаря реализации отличительных признаков изобретения достигается технический результат, состоящий в том, что устройство для флуоресцентной диагностики злокачественных новообразований позволяет отстроиться от фонового излучения, вследствие чего изображение новообразования на мониторе имеет весьма четкие границы, что позволяет точно определить необходимую для последующего лечения дозу облучения.

Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Указанное обстоятельство обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - блок-схема устройства;

на фиг.2 - график интенсивности I излучения от облучаемой зоны при импульсном режиме работы излучателя.

Устройство для флуоресцентной диагностики злокачественных новообразований включает светодиодный излучатель 1 типа High Luminous Efficacy Deep Red LED Emitter LZ4-00R210, США. Длина излучаемой волны - 660 нм, излучаемая мощность - 2,5 Вт. В конкретном примере использована видеокамера 2 - черно-белая телевизионная камера высокого разрешения с цифровым и аналоговым выходами с интерфейсом USB 2.0 в корпусе внутреннего исполнения, модель VSC-756-USB, Россия. Использован компьютер 3 (ноутбук) Fujitsu A5310MRKA5RU, оперативная память 2048 MbDDR3, монитор 4-15,6 дюйма с разрешением 1366×768 р.

Устройство включает переключатель 5 режима работы излучателя, содержащий микросхему FT 232 Н и транзисторный ключ (два последовательно соединенных транзистора 2N7000). В устройстве использован USB-концентратор 6 марки Orient UH-135 (Китай).

Видеокамера снабжена спектральной селективной оптической системой 7, представляющей собой совокупность трех полосовых светофильтров SL755/90, Россия. Полоса пропускания 90±10 нм на центральной длине волны 677±5 нм.

Работа устройства основана на способности фотосенсибилизатора селективно накапливаться в объеме злокачественного новообразования, с одной стороны, и на способности препарата к флюоресценции под действием оптического излучения определенной длины волны, с другой стороны.

Работа устройства в непрерывном режиме происходит следующим образом. Светодиодный излучатель 1 по команде оператора компьютера 3 с помощью переключателя 5 режима работы излучателя 1 устанавливается в режим непрерывного освещения облучаемой зоны 8, содержащей, предположительно, злокачественное новообразование 9. Видеокамера 2, направленная на облучаемую зону, наводится на резкость. Селективная оптическая система 7 не пропускает излучение светодиодного излучателя 1, отраженное от зоны 8, на видеокамеру 2, куда попадает только излучение флюоресценции фотосенсибилизатора, накопившегося в злокачественном новообразовании 9, а также фоновое излучение в спектральном диапазоне пропускания спектрально-селективной системы 7. Видеокамера 2, подключенная к компьютеру 3 через USB-концентратор 6, передает в компьютер 3 по интерфейсу передачи данных последовательно экспонируемые кадры, содержащие изображения пространственного распределения флюоресценции вместе с частью фонового излучения, прошедшего через спектрально-селективную оптическую систему. Это пространственное распределение флюоресценции определяет поверхностную топологию злокачественного новообразования 9. Изображения подвергаются количественному анализу и визуализируются на мониторе 4 компьютера 3 вместе с результатами количественного анализа (ориентировочные значения площади новообразования и приблизительные контуры границ новообразования) в реальном времени. Совокупность информации, отображаемой на мониторе 4, позволяет констатировать с большой вероятностью наличие злокачественного образования 9 на облучаемой зоне 8. В случае необходимости уточнения диагноза с помощью переключателя 5 переключают излучатель 1 на работу в импульсном режиме для получения более точных значений площади новообразования и определения его контуров по более контрастному изображению.

Работа устройства в импульсном режиме происходит следующим образом. Имеются две фазы процесса - в первой фазе интенсивность излучения равна нулю, во второй - интенсивность излучения равна заданной величине. В течение первой фазы видеокамера 2 передает в компьютер 3 через USB-концентратор 6 экспонированный кадр, содержащий только фоновое излучение, прошедшее через спектрально-селективную систему 7. В течение второй фазы видеокамера 2 передает в компьютер 3 через USB-концентратор 6 экспонированный кадр, содержащий фоновое излучение, прошедшее через спектрально-селективную систему 7, вместе с изображением флюоресценции злокачественного новообразования 9. Компьютер 3 производит попиксельное вычитание кадра, полученного в течение первой фазы, из кадра, полученного в течение второй фазы; результатом вычитания является поверхностное распределение флюоресценции в чистом виде. Разностные кадры подвергаются количественному анализу и визуализируются на мониторе 4 компьютера 3 вместе с результатами количественного анализа (площадь новообразования, контуры границ новообразования) в реальном времени. Пользователь имеет возможность настроить визуализацию и задать параметры количественного анализа, а также следить за изменением результатов количественного анализа со временем.

Благодаря тому, что устройство позволяет отстроиться от фонового излучения, изображение новообразования на мониторе 4 имеет весьма четкие границы, что позволяет точно определить его площадь и, соответственно, необходимую для последующего лечения дозу облучения.

Устройство изготовлено ЗАО «Полупроводниковые приборы» и испытано в ФГБУ «НИИ онкологии им. Н.Н.Петрова» Минздрава России, Санкт-Петербург.

Устройство для флуоресцентной диагностики злокачественных новообразований, включающее светодиодный излучатель, видеокамеру со спектрально-селективной оптической системой и компьютер с монитором, отличающееся тем, что дополнительно содержит переключатель режима работы излучателя, содержащий микросхему и транзисторный ключ, и USB-концентратор, при этом один вход переключателя режима работы излучателя соединен с источником питающего напряжения, другой его вход соединен с выходом USB-концентратора, первый вход которого соединен с выходом компьютера, а его второй вход-выход соединен со входом-выходом видеокамеры, при этом выход переключателя режима работы излучателя соединен со входом излучателя.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к пульмонологии, кардиологии, геронтологии и спортивной медицине, и может быть использована для оценки легочного кровотока путем исследования капиллярного кровотока легких и внутрилегочных вено-артериальных шунтов.

Устройство для непрерывного анализа и система регулирования компонента образца // 2539366

Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для непрерывного анализа целевого вещества в образце жидкости организма содержит чувствительный блок с подкожным сенсором для получения информации в отношении целевого вещества в образце, источник питания для подачи питания к сенсору и часть хранения данных для хранения информации от сенсора.

Система и способ автоматического захвата и архивирования клинически значимых показателей жизнедеятельности // 2538916

Изобретение относится к области сбора медицинских данных о показателях жизнедеятельности. Техническим результатом является повышение точности и надежности измерения показателей жизнедеятельности о состоянии здоровья пациента.

Система управления биологической информацией и измерительное устройство // 2538628

Изобретение относится к медицине. Система управления биологической информацией включает в себя измерительное устройство для измерения биологической информации пользователя и устройство управления для управления биологической информацией.

Способ оценки устойчивости функциональных систем организма к высокогорной гипоксии // 2538381

Изобретение относится к области медицины, в частности к области физиологии и патологической физиологии, может быть использовано для экспресс-отбора людей перед выходом в горы.

Реконструкция радионуклидного изображения // 2538282

Изобретение относится к области получения радионуклидного изображения. Техническим результатом является обеспечение получения высококачественного радионуклидного изображения движущегося объекта.

Устройство для регистрации артериальной пульсации крови // 2536282

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для регистрации артериальной пульсации крови содержит генератор импульсов, источник света, фотоприемник, преобразователь ток/напряжение, усилитель переменного напряжения, синхронный демодулятор, полосовой фильтр.

Способ прогнозирования осложнений после операций шунтирования коронарных артерий в условиях искусственного кровообращения // 2536279

Изобретение относится к области медицины, а именно к сердечно-сосудистой хирургии, анестезиологии и реаниматологии, и может быть использовано для прогнозирования развития осложнений в раннем послеоперационном периоде (в первые 6 суток после операций) у пациентов при выполнении операции шунтирования коронарных артерий (АКШ) в условиях искусственного кровообращения, которые могут быть выражены в виде органных дисфункций.

Способ прогнозирования осложнений в раннем периоде после операций шунтирования коронарных артерий в условиях искусственного кровообращения // 2536278

Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой хирургии, анестезиологии и реаниматологии, и может быть использовано при прогнозировании развития осложнений в виде органных дисфункций в раннем послеоперационном периоде (в первые 6 суток после операций) у пациентов при выполнении операции шунтирования коронарных артерий (АКШ) в условиях искусственного кровообращения.

Способ определения гипо-нормо-гиперволемии сосудистого русла человека в покое // 2535914

Изобретение относится к медицине, в частности к клинической физиологии, физической культуре и спорту, кардиологии. Для оценки гипо-нормо-гиперволемии сосудистого русла вычисляют отклонение объема циркулирующей крови (ОЦК) от должного объема циркулирующей крови (ДОЦК) (Ооцк, в %) по математической формуле.

Способ прогнозирования наличия недифференцированной дисплазии соединительной ткани у беременных // 2539996

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и гинекологии. У беременных выявляют наличие следующих фенотипических и висцеральных маркеров дисплазии соединительной ткани: гипермобильность суставов, тонкая кожа, зубы - дефекты в дентине, ямки, желобки; астенический синдром, пролапс митрального клапана, варикозная болезнь вен нижних конечностей, арахнодактилия, гиперрастяжимость кожи, готическое небо, стрии, сколиоз, нейроциркуляторная дистония по гипертоническому или гипотоническому типу, искривление носовой перегородки, систолический шум при аускультации сердца, врожденный вывих бедра, келоидные рубцы. При выявлении наличия двух и более маркеров прогнозируют наличие недифференцированной дисплазии соединительной ткани у беременных. Способ позволяет с высокой точностью при наличии минимального количества маркеров установить диагноз. 1 табл., 3 пр.

Способ прогнозирования возникновения местных рецидивов у больных раком молочной железы в послеоперационном периоде // 2540168

Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии, и касается способов прогнозирования возникновения местных рецидивов у больных раком молочной железы в послеоперационном периоде. Определяют степень злокачественности и характер роста опухоли, наличие метастатических лимфатических узлов. В случае наличия 2-3 метастатических лимфатических узлов рассчитывают значение f уравнения регрессии по формуле: fрец = -2,686+2,681·x1+2,3·x2+2,172·x3, где -2,686 - значение коэффициента регрессии свободного члена; х1 - характер роста опухоли: 0 - уницентричный рост, 1 - мультицентричный рост, 2,681 - значение коэффициента регрессии этого признака; х2 - степень злокачественности опухоли: 0 - низкая/умеренная степень, 1 - высокая степень злокачественности, 2,3 - значение коэффициента регрессии этого признака; х3 - оценка состояния регионарных лимфатических узлов N: 1 от 2 до 3 пораженных лимфатических узлов, 2,172 - значение коэффициента регрессии этого признака. Затем вычисляют вероятность прогрессирования заболевания (Р) по формуле: , где е - математическая константа, равная 2,72. При Р<0,5 прогнозируют низкую вероятность развития местных рецидивов, а при Р>0,5 - высокую вероятность развития местных рецидивов. Способ позволяет повысить точность прогноза за счет учета комплекса прогностически значимых признаков.

Способ автоматизированной диагностики заболеваний // 2540831

Изобретение относится к области медицины, в частности к способам диагностики заболеваний. Техническим результатом является повышение точности диагностирования заболеваний. В способе осуществляют выбор характеристик, в пространстве которых существуют различимые кластеры, образованные точками двух типов, первый тип соответствует пациентам с подтвержденным диагнозом диагностируемого заболевания, второй тип соответствует пациентам, не имеющем диагностируемого заболевания, определяют обучающие выборки для классификаторов, состоящие из точек - медоидов каждого кластера и граничных точек, разделяющих кластеры. При классификации сначала используют классификатор на основе граничных точек в варианте «квалифицированного большинства», затем для точек, не классифицированных первым классификатором, используют классификатор на основе точек - медоидов в варианте «квалифицированного большинства», а для оставшихся точек - классификатор на основе граничных точек в варианте «простого большинства». После постановки диагноза принимают решение о включении характеристик обследуемого пациента в состав обучающих выборок в случае, если эти характеристики улучшают точность распознавания. 3 ил.

Способ определения уровня функциональной подготовленности // 2540910

Изобретение относится к области физической культуры и может быть использовано для определения уровня функциональной подготовленности спортсменов. Определяют уровень функциональной способности спортсменов, для чего: пробегают нескольких равных по длине отрезков с постоянно увеличивающейся скоростью и контролем частоты сердечных сокращений после каждого из них. Строят график в координатах: ось X - скорость бега, м/секунду; ось Y - частота сердечных сокращений, уд/минуту, между полученными точками проводят прямую линию и по формуле рассчитывают коэффициент A, который представляет собой угол наклона прямой y=AX+B, характеризующий реальное функциональное состояние испытуемого на момент тестирования, зависящие только от транспорта кислорода к работающим мышцам и коэффициент B, который свидетельствует о минимальном значении ЧСС в покое, восстановлении испытуемого, его самочувствии и способности воспринимать последующую нагрузку. Способ позволяет определить ЧСС и скорость бега в смешанной аэробно-анаэробной зоне, количественно оценить уровень функциональной и физической подготовки испытуемых за счет оценки функциональных показателей и построения графика функционального состояния. 2 ил., 1 пр.

Способ комплексной диагностики тромбоэмболии легочной артерии // 2540916

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для определения клинической вероятности развития тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА). Определяют возраст, индекс массы тела (ИМТ), а в качестве клинических признаков учитывают: наличие одышки, тахипноэ, тахикардии, симптомов тромбоза глубоких вен, данные рентгенографии органов грудной клетки, уровень Д-димера и интерлейкина-6 в сыворотке крови, каждый признак оценивают в баллах. Полученные баллы суммируют и значение суммы используют при расчете вероятности отнесения пациента к группе с низкой и высокой вероятностью ТЭЛА. Способ позволяет повысить точность и информативность определения клинической вероятности развития тромбоэмболии легочной артерии за счет антропометрических и клинических исследований. 2 табл., 1 пр.

Способ оценки подвижности тазового дна у женщин с использованием трехмерного моделирования // 2541053

Изобретение относится к медицине, урологии, гинекологии, проктологии, хирургии. Оценка подвижности тазового дна у женщин включает построение трехмерной модели тазового дна в динамике - в состоянии покоя и напряжения. При этом пациентку во время исследования располагают полувертикально в гинекологическом кресле, выполняют при помощи метода оптической фотометрии сеансы сканирования не более 10 секунд каждый, определяют количественный показатель подвижности тазового дна - прирост объема пролапса по отношению разности объема пролапса при пробе Вальсальвы и в состоянии покоя к объему пролапса в состоянии покоя, в процентах. При наличии пролапса тазовых органов, выходящего за пределы гименального кольца, производят мануальную репозицию тазового дна с последующим дополнительным сеансом сканирования и рассчитывают общий объем пролапса тазовых органов как разность объема пролапса при пробе Вальсальвы и объема пролапса после мануальной репозиции пролапса тазовых органов. Способ обеспечивает объективное выявление патологической подвижности тазового дна на ранней стадии заболевания до клинических проявлений, диагностику степени и типа опущения тазового дна у пациенток с пролапсом тазовых органов для последующего планирования объема его хирургической коррекции, включая выбор метода, с учетом индивидуальных резервов подвижности тазового дна во избежание его гиперкоррекции и развития таких функциональных осложнений как: тазовые боли, диспареуния, недержание мочи при напряжении, запоры. 1 з.п. ф-лы, 13 ил., 3 пр.

Системы поддержки принятия клинических решений с внешним контекстом // 2541198

Изобретение относится к области медицины, области медицинской диагностики, области ведения историй болезни пациентов. Техническим результатом является повышение точности диагностики заболеваний пациента. Система содержит: базу данных историй лечения пациентов, содержащую истории лечения пациентов; и инструментальное средство навигации по истории болезни пациента, выполненное с возможностью выбирать историю лечения пациента из базы данных историй лечения пациентов и отображать представление в виде блок-схемы, по меньшей мере, части истории лечения выбранного пациента и дополнительно избирательно отображать представление в виде блок-схемы части или всей неконкретной для пациента рекомендации по лечению, не совпадающей с историей лечения выбранного пациента, и включающей в себя альтернативные направления лечения, которые не пройдены в лечении выбранного пациента вследствие решений, принятых в более ранних точках принятия решения. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ диагностики нарушений опорной функции склеры при близорукости у детей и подростков // 2541756

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для диагностики нарушений опорной функции склеры при близорукости у детей и подростков. Для этого определяют наличие гипермобильности суставов и/или плоскостопия и/или искривления позвоночника. Устанавливают индекс Кердо и уровень сывороточного кортизола. При наличии гипермобильности суставов и/или плоскостопия и/или искривления позвоночника, величине индекса Кердо более 10% и уровне кортизола менее 250 нмоль/л диагностируют нарушение опорной функции склеры. Способ позволяет без применения специальных дорогостоящих методов исследования выбрать индивидуальную и адекватную тактику лечения у данной категории пациентов, в частности определить показания к склероукрепляющему вмешательству, способствующему стабилизации миопического процесса. 6 пр., 1 таб.

Способ коррекции вторичной мукоцилиарной недостаточности верхних дыхательных путей у больных бронхолегочными заболеваниями // 2541832

Изобретение относится к медицине, а именно к пульмонологии, и может быть использовано для коррекции вторичной мукоцилиарной недостаточности (ВМЦН) верхних дыхательных путей (ВДП) у больных бронхолегочными заболеваниями. Воздействуют низкоинтенсивным лазерным излучением красного спектра длиной волны 0,633 мкм в постоянном режиме на слизистые оболочки полости носа с обеих сторон. Предварительно проводят диагностику и определение степеней ВМЦН. В случае вторичной мукоцилиарной недостаточности 1-й степени воздействуют лазерным излучением с суммарной плотностью потока энергии (ППЭ) 1,5 Дж/см2 в течение 1,0 мин курсом 5-6 процедур. При 2-й степени - с суммарной ППЭ 2,25 Дж/см2 в течение 1,5 мин курсом 7-8 процедур. При 3-й степени - с суммарной ППЭ 3,0 Дж/см2 в течение 2 мин курсом 9-10 процедур. Способ позволяет повысить эффективность лечения за счет дифференцированного применения НИЛИ в зависимости от степени вторичной МЦН и восстановления мукоцилиарного транспорта. 5 табл., 4 пр.

Способ коррекции вторичной мукоцилиарной недостаточности нижних дыхательных путей у больных бронхолегочными заболеваниями // 2541835

Изобретение относится к медицине, а именно к пульмонологии, и может быть использовано для коррекции вторичной мукоцилиарной недостаточности (МЦН) нижних дыхательных путей (НДП) у больных бронхолегочными заболеваниями. Воздействуют импульсным инфракрасным низкоинтенсивным лазерным излучением длиной волны 0,89 мкм на проекции бронхов и легких в подключичной зоне, в межлопаточном пространстве и в аксиллярной области с обеих сторон. Предварительно определяют степень мукоцилиарной недостаточности. Воздействуют лазерным излучением средней мощности 3,75 мВт с частотой следования импульсов 500 Гц. При вторичной мукоцилиарной недостаточности нижних дыхательных путей 1-й степени воздействуют лазерным излучением в течение 6 минут курсом 7-8 процедур. При 2-й степени - в течение 7,5 минут курсом 9-10 процедур. При 3-й степени - в течение 9 минут курсом 11-12 процедур ежедневно. Способ позволяет повысит эффективность лечения бронхолегочных заболеваний за счет дифференцированного режима лазерной коррекции МЦН в зависимости от степени ее выраженности, что позволяет восстановить мукоцилиарный транспорт. 5 табл., 3 пр.