ЛАЗЕРНЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ КОЛЬПОСКОП

Настоящая полезная модель относится к области медицины и предназначена: для получения высококачественных изображений поверхности биологических тканей, в частности, слизистой оболочки шейки матки, регистрируемых в отраженном свете при облучении белым светом, а также в свете флуоресценции ткани, вызванной возбуждаемым синим излучением с длиной волны в области 350-420 нм; для последующего анализа данных изображений с целью определения состояния шейки матки; ускорения времени работы врача-кольпоскописта.
Существующие методы обследования в целом и выявления предраковых состояний шейки матки (ШМ) основываются на технологии визуального определения таких характеристик слизистой оболочки ШМ, как цвет, неровность поверхности, размеры и формы сосудов, и требуют высокой квалификации врача-гинеколога. Для визуального обследования ШМ гинекологи используют кольпоскопы - приборы, основу которых составляет бинокулярный микроскоп с 5-25 кратным оптическим увеличением. Достоверность кольпоскопического исследования снижается при наличии инфекций на ранних стадиях цервикальной неоплазии и предсказательная ценность во многом зависит от квалификации врача-гинеколога. Для окончательной диагностики требуется взятие биопсии, причем субъективность оценки состояния шейки матки врачом-гинекологом часто приводит к необоснованным биопсиям. В связи с этим важной и актуальной задачей является разработка новых подходов и аппаратуры, позволяющих более объективно оценивать состояние слизистой оболочки шейки матки и неинвазивно выявлять те изменения, которые возникают в ткани и в частности при развитии онкологического процесса.
Таким образом, очевидно, что для улучшения диагностической точности кольпоскопии 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 флуоресцентного анализа.
Высокая чувствительность аутофлуоресцентного исследования в выявлении предопухолевой и опухолевой патологии слизистых оболочек дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря показана во многих клинических исследованиях. Регистрация флуоресцентного излучения шейки матки в силу визуальной доступности и незначительной площади шейки матки является более простой (не требует применения эндоскопа) и позволяет аппаратурно решить вопросы получения как спектров флуресценции из интересующей точки поверхности, так и формирования изображения всей поверхности ШМ в свете флуоресценции.
Известен гинекологический видеокольпоскоп Dr. Camscope DCS-102 и DSCM-102 (htpp://www.grand-sp.ru/index.php?productID=16135), который позволяет проводить диагностические исследования и осуществлять контроль за лечебными процедурами и применяется для 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 видеоизображения. 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 видеокамерой и может получать видеоизображения и цветные снимки шейки матки, но также как и модели всех других фирм, не оснащен возможностью регистрации флуоресцентных исследований шейки матки.
Наиболее близким к предложенному изобретению является лазерный спектрально-флуоресцентный кольпоскоп включающий спектрометр, видеокамеру с источниками освещения и спектральной фильтрацией управляемые электронным блоком управления, сбора и обработки информации, при этом к упомянутым спектрометру и источникам освещения подключен гибкий волоконно-оптический зонд (см. RU 104836 U1, опубл. 27.05.2011).
Задачей полезной модели является повышение диагностической точности коль-поскопии и уменьшение количества биопсий.
Поставленная задача решается с помощью лазерного спектрально-флуоресцентного кольпоскопа, включающего спектрометр, видеокамеру с источниками освещения и спектральной фильтрацией управляемые электронным блоком управления, сбора и обработки информации, при этом к упомянутым спектрометру и источникам освещения подключен гибкий волоконно-оптический зонд.
Согласно изобретению источники освещения выполнены в виде светодиодов, по меньшей мере один из упомянутых источников освещения излучает свет видимого диапазона спектра, а по меньшей мере другой излучает на длине волны 0,407 мкм, упомянутые источники освещения синхронизированы с циклами экспонирования упомянутой видеокамеры и излучают только во время цикла экспозиции, а видеокамера дополнительно содержит высокочувствительную фотокамеру.
В частности упомянутая видеокамера имеет светодиоды белого и/или синего света.
На Фиг.1 показан лазерный спектрально-флуоресцентный кольпоскоп.
Кольпоскоп содержит спектрометр (1), высокочувствительную видеокамеру (4), светодиодные источники (5) освещения, управляемые электронным блоком (2) управления сбора и обработки информации, блок (6) спектральной фильтрации, управляемый блоком (3) управления светофильтрами, гибкий волоконно-оптический зонд (7), подключенный у спектрометру (1), блок (8) управления кольпоскопом, подлюченный к монитору (9), спектрометру (1), блокам (2 и 3) и видеокамере (4). Причем кольпоском установлен на 3D-штативе (10).
Светодиодные источники (5) излучения выполнены из по меньшей мере одного источника освещения, который излучает свет видимого диапазона спектра, и по меньшей мере другого источника освещения, который излучает на длине волны 0,407 мкм. Данные светодиодные источники (5) излучения синхронизированы с циклами экспонирования упомянутой видеокамеры (4) и излучают только во время цикла экспозиции. Синхронизация светодиодных источников (5) излучения необходимо для уменьшения дозы облучения (общей энергии излучения), полученной пациентов в процессе обследования.
Кольпоскоп работает следующим образом. Врач вводит данные о пациенте в электронную историю болезни. Устанавливают кольпоскоп в 20 - 30 см от пациента. Включают светодиодный источник белого света, включают камеру в обычном цветном ТВ режиме и наблюдают картинку в подсвеченной области исследуемой ткани на мониторе кольпоскопа. Наблюдаемый объект имеет размеры примерно ⌀40-50 мм. Причем неравномерность освещенности поля вдоль диаметра размером 50 мм будет не превышать 7%. При необходимости дополнительно включают оптическое и/или электронное увеличение и при наличии подозрительных участков устанавливают маркеры на изображении мест их расположения. Делают снимки области исследуемой ткани. Причем получение снимков осуществляют при включенных белых светодиодах. Также дополнительно могут применяться светофильтры, например зеленые красные и т.д. для удобства работы врача. Таким образом получают один или несколько цветных снимков исследуемой области ткани.
Далее регистрируют флуоресцентное изображение следующим образом:
а) Пространство от пациента до кольпоскопа закрывают светозащитным кожухом (или выключают свет в кабинете);
б) Перед камерой устанавливают светофильтр, полностью подавляющий излучающее ультрафиолетовое излучение;
в) Камеру переводят в высокочувствительный режим;
г) Выключают белый свет и включают светодиодный источник, излучающий на длине волны 0,407 мкм. Излучаемый свет попадает на объект и заставляет его светиться, при этом исходный излучаемый свет отсекается фильтром перед камерой, причем неравномерность освещенности поля вдоль диаметра размером 50 мм не будет превышать 15%;
д) Регистрируют флуоресцентное изображение и выводят его на экран;
е) Обрабатывают флуоресцентное изображение;
ж) Обработанное (и/или необработанное) флуоресцентное изображение(я) выводят на экран монитора;
з) Выключается УФ свет.
Включают белый свет и камеру в обычном цветном ТВ режиме. Убирают светофильтр и светозащитный кожух. Анализируют флуоресцентное и обычное изображения для определения, в каких точках поля следует провести измерения спектров.
Под контролем цветного изображения на втором мониторе, который располагается непосредственно перед врачом, подводят зонд к исследуемой области. Производят регистрацию спектров аутофлуоресценции. На короткое время измерений каждого спектра белый свет автоматически выключают (зонд работает аналогично пункту г).
Процедуру регистрации спектров повторяют во всех выбранных врачом точках.
Спектры обрабатывают по разработанным алгоритмам, анализируют их особенности и вычисляют диагностические параметры.
Спектры и вычисленные параметры выводят на экран монитора.
Цветной стоп-кадр, флуоресцентное изображение и спектры записываются в электронную историю болезни.
Врач заносит необходимую информацию в электронную историю болезни.
Лазерный спектрально-флуоресцентный кольпоскоп может получать видеоизображения и цветные снимки ШМ, а также снимки ШМ в свете аутофлуоресценции. На аутофлуоресцентных снимках зоны поражения проявляются в виде затемнения, а аномальная сосудистая система видна особо отчетливо. Это позволяет сопоставив цветной и аутофлуоресцентный снимки, нанести контуры особой зоны (предполагаемой зоны поражения) на цветной снимок. Дистальный конец зонда к зоне поражения может подводиться под визуальным и аппаратным контролем. После подведения к зоне поражения, спектрометр переводится в режим стробоскопического измерения спектра, что позволяет снимать спектр в реальном времени с минимальным воздействием ультрафиолетового излучения на живую ткань и находить в зоне поражения наиболее характерные по форме спектра участки. Положение зонда во время снятие спектра фиксируется на снимке.
Возможна работа устройства как в режиме «живой» картинки, то есть когда изображения регистрируются раз за разом либо с накоплением, либо без накопления последовательных массивов данных, так и в режиме «застывшей» картинки.
Существенной особенностью кольпоскопа является возможность немедленного снятия изображений, в частности, флуоресцентных изображений. Важной особенностью 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.