ЛАЗЕРНЫЙ СПЕКТРАЛЬНО-ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ КОЛЬПОСКОП

Настоящая полезная модель относится к области медицины и предназначена, в частности, для регистрации возбуждаемой лазерным излучением аутофлуоресценции слизистой оболочки шейки матки.
Развитию рака шейки матки предшествует период трансформации многослойного плоского эпителия шейки матки и различные стадии цервикальной неоплазии (ЦИН1, ЦИН2, ЦИН3). В настоящее время для выявления цервикальной неоплазии при диспансеризации населения применяется относительно простая методика цитологического скрининга или пап-тест. Данная методика достаточно проста, однако в силу большого количества ложноположительных результатов (от 15 до 40%), она обладает весьма низкой специфичностью: специфичность и чувствительность пап-теста составляют 11-99% и 14-97%, соответственно. В случае подозрения на развитие дисплазии проводится кольпоскопическое исследование, предсказательная ценность которого весьма ограничена. Поэтому для выявления ЦИН необходимо взятие материала (биопсия) и проведение гистологического исследования. Чувствительность и специфичность кольпоскопии в дифференциальной диагностики ЦИН относительно нормальной ткани (многослойный плоский эпителий и воспаление) в руках опытного гинеколога составляют в среднем 94±6% и 48±23%, соответственно. При этом чувствительность и специфичность кольпоскопии в дифференциальной диагностике ЦИНЗ (тяжелая дисплазия) относительно ЦИН1 (слабая дисплазия и ПВЧ инфицирование) составляет 79±23% и 66±18%, соответственно.
Таким образом, очевидно, что для улучшения диагностической точности кольпоскопии и уменьшения количества необходимых биопсий, требуется неинвазивный и доступный метод ранней диагностики, чувствительный к изменениям в метаболизме и архитектонике слизистой оболочки шейки матки, возникающим при развитии неоплазии на молекулярном и клеточном уровнях. К числу таких методов относится метод анализа флуоресцентных изображений, сопряженный с локальной флуоресцентной спектроскопией.
Различные стадии опухолевой трансформации слизистой оболочки сопровождаются изменениями в архитектонике ткани, в пространственном распределении, метаболичекой активности и концентрации определенных эндогенных флуорофоров. Эти изменения приводят к аномалиям флуоресцентных изображений и отражаются на спектрах аутофлуоресценции, что может быть использовано для получения диагностической информации в режиме реального времени.
Высокая чувствительность аутофлуоресцентного исследования в выявлении предопухолевой и опухолевой патологии слизистых оболочек дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря показана во многих клинических исследованиях. Необходимо отметить, что объем ткани, анализируемый спектральными методами, сравним с объемом ткани, который берется при щипцовой биопсии. Достоинством спектроскопических методик является большой размер выборки и незначительное время, требуемое для измерений большого количества спектров из многих точек поверхности ткани. В тоже время следует отметить ограничение, обусловленное невозможностью провести точечные измерения спектров при большой протяженности или площади органа, например, в случае кишки, трахеобронхиального дерева или мочевого пузыря. Поэтому в указанных случаях методы локальной спектроскопии применяют в сочетании с эндоскопическими системами либо на основании спектрально-флуоресцентных диагностических алгоритмов строятся системы получения флуоресцентных изображений.
Построение флуоресцентных изображений шейки матки является сравнительно более простым (не требуется применения эндоскопа) в силу визуальной доступности и незначительной площади эндоцервикса. Необходимо также подчеркнуть доступность органа волоконно-оптическому зонду, что делает применение метода флуоресцентной спектроскопии истинно неинвазивным.
Известен гинекологический видеокольпоскоп Dr.Camscope DCS-102 и DSCM-102 (), который позволяет проводить диагностические исследования и осуществлять контроль за лечебными процедурами при помощи универсальной видеосистемы, разработанной с использованием последних достижений медицинской техники. Применяется для точной диагностики различных гинекологических заболеваний, таких как эрозия шейки матки, различных злокачественных новообразований и т.д. Дает возможность врачу и пациенту увидеть видеоизображение заболевания до и после лечения, получить видеоснимки. Сохраненные визуальные отчеты могут использоваться как уникальная документация для клинической и научной работы, для проведения консилиумов и консультаций со специалистами (в том числе и в Internet).
Этот прибор, как видно из описания снабжен водеокамерой и может получать водеоизображения и цветные снимки шейки матки, но также, как и модели всех других фирм, не оснащен возможностью регистрации флуоресцентных изображений и спектров автофлуоресценции шейки матки.
Для устранения указанного выше недостатка, а также обеспечения указанного выше технического результата применяют лазерный спектрально-флуоресцентный кольпоскоп согласно настоящей полезной модели. Кольпоскоп содержит спектрометр и по меньшей мере два лазерных источника возбуждения аутофлуоресценции, при этом к упомянутым спектрометру и лазерным источникам возбуждения подключены гибкий волоконно-оптический катетер и блок управления, сбора и обработки информации.
В частности, кольпоскоп дополнительно содержит видеокамеру с источниками освещения и спектральной фильтрацией, подключенную к упомянутому блоку управления, сбора и обработки информации.
В частности, упомянутый спектрометр и упомянутые по меньшей мере два лазерных источника возбуждения аутофлуоресценции выполнены в едином устройстве.
В частности, упомянутый гибкий волоконно-оптический катетер выполнен из шести волокон диаметром 100 мкм с числовой апертурой 0,22 для сбора излучения и из одного волокна диаметром ПО мкм для возбуждения флюоресценции. При этом на дистальном конце упомянутого катетера, волокна для сбора излучения, уложены вокруг волокна для возбуждения флюоресценции.
В частности, один из упомянутых лазерных источника возбуждения аутофлуоресценции настроен на длину волны 0,407 мкм, а другой - на длину волны 0,457 мкм.
На Фиг.1 показан внешний вид кольпоскопа согласно настоящей полезной модели.
На Фиг.2 показан блок-схема кольпоскопа согласно настоящей полезной модели.
На Фиг.3 показано изображение исследуемого участка (слева - цветное изображение участка) и его спектры флюоресценции (справа), где верхней стрелкой отмечен нормальный участок, а нижней - участок пораженной ткани.
Лазерный спектрально-флуоресцентный кольпоскоп согласно настоящей полезной модели содержит спектрометр (6) и по меньшей мере два лазерных источника (7) возбуждения аутофлуоресценции, которые для удобства использования могут быть выполнены в едином устройстве (3). Кольпоскоп также содержит гибкий волоконно-оптический катетер (2) и блок (1) управления, сбора и обработки информации, которые подключены к упомянутым спектрометру (6) (полихроматор) и лазерным источникам (7) возбуждения (диодный лазер).
Также кольпоскоп содержит видеокамеру (5) с источниками освещения и спектральной фильтрацией, которая также подключена к упомянутому блоку (1) для получения изображения исследуемой области (4) помимо спектров этой области (4).
Обычно упомянутый катетер (2) выполнен из шести оптических волокон диаметром 100 мкм с числовой апертурой 0,22 для сбора излучения и из одного оптического волокна диаметром ПО мкм для возбуждения флюоресценции. При этом мощность на выходе упомянутых волокон находится в пределах от 1 до 10 мВт. Катетер (2) выполняют также таким образом, что на дистальном его конце волокна для сбора излучения, уложены вокруг волокна для возбуждения флюоресценции.
Кольпоскоп согласно настоящей полезной модели содержит по меньшей мере два лазерных источника (7) возбуждения аутофлуоресценции, один из которых настроен на длину волны 0,407 мкм, а другой - на длину волны 0,457 мкм. При этом возможно использование и большего числа лазерных источников (7) возбуждения аутофлуоресценции. Например, третий лазерный источник (7) может быть настроен на длину волны 0,532 мкм.
Кольпоскоп работает следующим образом. После включения блока (1) управления, сбора и обработки информации и загрузки соответствующего программного обеспечения, включают упомянутые лазерные источники (7). После их (7) необходимого прогрева осуществляют облучение исследуемой области (4) с получение соответствующих спектров. Возможна работа устройства как в режиме «живой» картинки, то есть когда спектры регистрируются раз за разом либо с накоплением, либо без накопления последовательных массивов данных, так и в режиме «застывшей» картинки.
На Фиг.3 показано изображение исследуемого участка (4) и его спектр, где верхней стрелкой отмечен нормальный участок, а нижней - участок с раком. Изображение, отображенное на левой части Фиг.3, получают упомянутой видеокамерой (5) (Фиг.2) при ее дополнительном подключении к блоку (1).
Существенной особенностью создаваемого кольпоскопа является возможность немедленного снятия спектров аутофлуоресценции участков (4), вызывающих подозрение, базирующееся на особенностях флуоресцентного изображения. Одна важная особенность данного прибора заключаются в том, что его применение в ходе кольпоскопии позволит в реальном времени (in vivo) получать объективную количественную информации о наличии патологии в той точке поверхности эндоцервикса, где производятся измерения спектров. Другой важной особенностью спектрально-флуоресцентного кольпоскопа является параллельная регистрация обычных, привычных гинекологу-кольпоскописту, цветных изображений, что еще более повышает диагностическую ценность изготавливаемого прибора.
Применение данного прибора улучшит диагностическую точность кольпоскопии, позволит уменьшить количество биопсий и будет способствовать раннему выявлению предопухолевой патологии и проведению своевременного органосохраняющего лечения, что особенно важно для женщин детородного возраста.