Системы и способы для выявления заболевания с использованием приборов для осмотра полости рта и систем регулирования внешней засветки (alms)
Изобретение относится к медицине и может быть использовано при обследовании тканей и полостей. Система (ALMS) выполнена с возможностью плотного прилегания к участку тела пациента, содержащему обследуемую ткань, и для отгораживания, по существу, всей внешней засветки от попадания на обследуемую ткань. Система содержит, по существу, светонепроницаемое преддверное устройство, содержащее, по меньшей мере, одно ограждение, выполненное с размером и конфигурацией, обеспечивающими возможность формирования преддверия, которое закрывает, по меньшей мере, участок тела, и допуска, по меньшей мере, одной руки пользователя или инструмента, которым манипулирует пользователь, до контакта с обследуемым участком тела внутри преддверия. Преддверное устройство дополнительно содержит проходное отверстие, расположенное так, чтобы обеспечивать доступность обследуемого объекта для визуального наблюдения, и выполненное с возможностью, по существу, светонепроницаемого присоединения смотрового прибора, выполненного с возможностью установления рабочей связи между наблюдателем и обследуемым объектом. Система дополнительно содержит источник света, выполненный с возможностью доставки света к обследуемому объекту. Изобретение позволяет осуществлять диагностику в обычных условиях медицинского обследования. 41 з.п. ф-лы, 52 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США № 60/562469, поданной 14 апреля 2004 г.; предварительной заявки на патент США № 60/618287, поданной 12 октября 2004 г.; и предварительной заявки на патент США № 11/016567, поданной 16 декабря 2004 г., каждая из которых целиком включена в настоящее описание путем отсылки, и в отношении всех принципов, сведений и целей.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Выявление рака, включая предраковые и раковые клетки на ранней стадии заболевания, всегда было сложным и неоднозначным процессом. Один из способов распознавания раковых клеток заключался в измерении характеристики автофлуоресценции клеток, поскольку раковые клетки обладают характеристикой автофлуоресценции, отличной от здоровых клеток. Другие болезни также характеризуются своими изменениями характеристики автофлуоресценции. Однако обнаружение автофлуоресценции в традиционных для стоматологии и медицины условиях было проблематичным, поскольку сама характеристика автофлуоресценции является очень слабой по сравнению с внешней засветкой, обычно присутствующей в кабинете для обследования, операционной и т.д.
Ниже приведены некоторые ссылки, касающиеся выявления рака в полости рта. Что касается всех остальных ссылок, приведенных в настоящем описании, включая перекрестные ссылки на родственные заявки, то данные ссылки включены в настоящее описание в полном объеме всех их принципов и целей. Включение данных ссылок в настоящее описание не означает, что какие-либо из данных ссылок являются или не являются прототипами для настоящей заявки. Zheng, W., et al., Detection of squamous cell carcinomas and pre-cancerous lesions in the oral cavity by quantification of 5-aminolevulinic acid induced fluorescence endoscopic images, Lasers Surg. Med. 31:151-157, 2002; Utzinger U, et al., Optimal visual perception and detection of oral cavity neoplasia, Cancer 2003 Apr 1;97(7):1681-92; Muller, MG, et al., Spectroscopic detection and evaluation of morphologic and biochemical changes in early human oral carcinoma, Cancer 2003;97:1681-92; Majumder, S., Nonlinear pattern recognition for laser-induced fluorescence diagnosis of cancer, Lasers Surg. Med. 33:48-56, 2003; Tsai, T., et al., In vivo autofluorescence spectroscopy of oral premalignant and malignant lesions: Distortion of fluorescence intensity by submucous fibrosis, Lasers Surg Med 2003;32(1):17-24; Ebihara, A, Detection and diagnosis of oral cancer by light-induced fluorescence. Lasers Surg. Med. 32:17-24, 2003, PMID: 12516066; Zheng W, Detection of neoplasms in the oral cavity by digitized endoscopic imaging of 5-aminolevulinic acid-induced protoporphyrin IX fluorescence, Int J Oncol 2002 Oct. 21(4):763-8, PMID: 12239614; Wang CY, Autofluorescence spectroscopy for in vivo diagnosis of DMBA-induced hamster buccal pouch pre-cancers and cancers, J Oral Pathol Med 2003 Jan;32(l):18-24, PMID: 12558954; Onizawa K, Characterization of autofluorescence in oral squamous cell carcinoma, Oral Oncol 2003 Feb;39(2): 150-6, PMID:12509968.
Следовательно, осталась неудовлетворенной потребность в усовершенствовании способности врача, стоматолога или другого лица диагностировать раковые и предраковые клетки в обследуемой ткани в типичных для стоматологии и медицины условиях. Настоящее изобретение обеспечивает данное и другие преимущества.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к выявлению у пациента таких заболеваний, как рак полости рта, с использованием смотрового прибора для исследования тканей пациента. В некоторых вариантах осуществления системы и способы возбуждают и обнаруживают флуоресценцию от ткани. Затем флуоресценцию можно оценивать и можно определять возможность некоторых заболеваний, например рака. Устройства содержат систему регулирования внешней засветки (ALMS, часто именуемую «вестибулярным или преддверным устройством»): систему для регулирования фона от освещения в кабинете практикующего врача. Данное устройство можно применять с упомянутыми смотровыми системами для выявления патологической ткани по флуоресценции. Настоящее описание относится также к выявлению патологических тканей в полости рта и к различным элементам систем и способов. Описание охватывает диагностируемого пациента и проводящего проверку практикующего врача, будь-то стоматолог, терапевт или гигиенист.
Соответственно, настоящие инновации относятся к способам и системам и т.д. для выявления патологических тканей в полости рта и других отверстиях тела и других местах посредством наблюдения измерения флуоресценции ткани или других оптических свойств. Это можно выполнять в стоматологическом или врачебном кабинете в нормальных условиях освещения. Поскольку флуоресценция ткани (автофлуоресценция) характеризуется очень низкой силой света, выявление патологической ткани по флуоресценции предпочтительно выполняют при очень низких уровнях фоновой или внешней засветки, чтобы не было помех измерению. Поэтому обеспечивают способы и системы для предотвращения попадания внешней засветки и для поглощения рассеянного света, который попадает в поле зрения, для надлежащей работы системы.
Решения включают в себя преддверные устройства, например покрывала, фартуки и маски. Преддверные устройства надевают или иначе закрепляют на области лица или головы пациента, например ниже глаз, чтобы подсветка для обследования не направлялась в глаза пациента и захватывала полость рта. При желании преддверное устройство можно закреплять к креслу или другим доступным конструкциям с присоединением или без присоединения к самому пациенту и тогда пациента можно, при желании, снабжать защитными очками.
В вариантах осуществления с соответственно назначенными размерами у рта располагают смотровой проход или щель, через который(ую) врач может пропускать смотровой прибор. Покрывало может удерживаться на голове или другой части тела пациента эластичными тесемками или лентами на затылке головы или за ушами, ушными дужками или каким-то иным сравнимым способом или системой. Возможно также применение детали из алюминия или другого податливого материала на носу для подгонки к лицу пациента. В других вариантах осуществления врач и/или пациент заключены в пределах покрывала или другого преддверного элемента.
Примерные методики обследования включают в себя следующее:
1. Во время обследования пациент сидит прямо в кресле. Пациент обычно не будет находиться в положении на спине, хотя данное положение может применяться при желании. Положение лежа на спине вызывает западание языка пациента в горло и, соответственно, ограничение обзора ткани.
2. Источник света, смотровой прибор и т.д. предпочтительно перемещают свободно, при этом преддверное устройство либо не ограничивает существенно перемещение, либо не загораживает обзор стоматологу или другому врачу.
3. Врач, при желании, может захватывать и перемещать язык без привнесения рассеянного света и без прерывания исследования.
Примерные конструкции устройств учитывают следующее:
4. Преддверное устройство может состоять из шторного материала или другого подходящего ограждающего материала, который может быть жестким или свободно свисающим, или промежуточно жестким/свободным, при желании, и в зависимости от данного варианта осуществления возможно включение в конструкцию податливых устройств, например внутренних элементов жесткости для придания формы. Системы и способы для крепления к смотровому прибору, к отдельному источнику света (если таковой существует) и к инструменту (если таковой существует). В состав могут также входить системы и способы для крепления к пациенту.
a. Крепление преддверного устройства к смотровому прибору: Смотровой прибор или другое устройство для обследования проходит в преддверное устройство через проходное отверстие или вырез в шторке, обычно по линии, совпадающей со ртом или другой обследуемой тканью, и тем самым становится в некоторых вариантах осуществления частью ALMS. Крепление и/или уплотнение улучшает затенение и возможность уверенного манипулирования преддверным устройством и другими элементами системы без привнесения нежелательного света.
b. Крепление преддверного устройства к пациенту. Можно обеспечить деталь из податливого/допускающего формообразование материала, которая соответствует кривизне носа и щек, например эластичное изделие, которое проходит вокруг головы пациента или ушные зажимы, аналогичные оправам очков. Крепление к голове пациента может предоставить стоматологу больше свободы для перемещения устройства под разными углами. Формование вокруг носа и щек действует как уплотнение, которое совершенствует ослабление внешней засветки.
5. В некоторых вариантах осуществления преддверное устройство является одноразовым для предотвращения распространения бактерий, вирусов или обмена материалами между пациентами.
6. В частности, в вариантах осуществления, в которых преддверное устройство может быть одноразовым, данное устройство должно быть дешевым.
Примерные материалы для преддверного устройства учитывают следующее:
7. Шторный материал может быть любым заданным, как правило, светонепроницаемым материалом, например нетканым синтетическим материалом. Материал может также представлять собой более, чем один лист данного материала или другие комбинации материалов.
8. Конкретный состав шторного материала может определяться драпировочными свойствами, необходимыми для удобного укрывания пациента без помех рабочему процессу врача.
9. Материал, из которого выполняют ALMS, предпочтительно отвечает правилам безопасности по воспламеняемости материалов.
10. В интересах здоровья пациента материалы предпочтительно проходят испытания на цитотоксичность и кожное раздражение при кратковременном воздействии.
11. Материалы предпочтительно не проявляют пирогенных/аллергических свойств.
12. Материалы предпочтительно не являются полихлорвиниловыми (PVC), чтобы возможно было их применение в Европе.
13. Чтобы не препятствовать или не видоизменять измерение, выполняемое в некоторых вариантах осуществления обследований, материалы предпочтительно не флуоресцируют или дают, по меньшей мере, меньше флуоресценции, чем типичное измерение патологической ткани в пределах видимой оптической части спектра.
14. Материалы предпочтительно являются достаточно светонепроницаемыми, чтобы внешний свет при нормальной освещенности (например, в нормальных условиях для чтения и наблюдения) кабинета стоматолога/врача не влиял существенно на наблюдение флуоресценции или другого заданного света обследования/отклика.
15. Материалы на поверхности могут быть темного цвета (например, черными, травянисто-зелеными или темно-синими) и неотражающими для усовершенствования измерений благодаря поглощению рассеянного света, который все-таки проходит через и/или под ALMS.
Примерные размеры для преддверного устройства учитывают следующее:
16. Преддверные устройства предпочтительно не препятствуют пациенту и врачу; например не мешают перемещению во время обследования.
17. Преддверное устройство обычно является достаточно большим для закрывания им рта пациента и, возможно, тела для перекрывания света, который может проникать в различных точках, например на плечах (в вариантах осуществления, где учитываются плечи). Преддверное устройство, которое может быть одноразовым целиком или частично, является достаточно большим для предотвращения проникновения света, когда устройство перемещают во время обследования.
18. В некоторых вариантах осуществления преддверное устройство будет крепиться к пациенту и тем самым в некоторых вариантах осуществления не должно иметь заметного ощутимого или неудобного веса, например должно быть массой меньше чем 100 г.
Примерные сопряжения с преддверным устройством учитывают следующее:
19. Преддверное устройство может соединяться/объединяться с прибором для обследования так, чтобы оно не выпадало ненамеренно из прибора для обследования.
20. Преддверное устройство может содержать проходное отверстие или другое место доступа, допускающий(ее) подвод устройства для обследования в полость рта или к другой исследуемой части тела пациента.
21. Преддверное устройство можно сопрягать с пациентом путем придания ему такой формы, чтобы создавалось уплотнение с лицом или другой частью тела пациента. В одном варианте осуществления это достигается с помощью детали из податливого/допускающего формообразование материала в маске.
22. Шторный материал может быть достаточно большим и достаточно гибким, чтобы практикующий врач мог захватывать и манипулировать языком или другой частью тела из-под шторного материала без внесения внешней засветки.
23. Между пациентом и источником света обычно создается пространство. Для этого, например, шторный материал может быть относительно жестким, усиленным другим материалом, большим количеством того же материала и/или наложением строчек или будет содержать поля или другую образующую пространство конструкцию.
В упомянутых и других вариантах осуществления (если иное прямо не указано или неочевидно из контекста) все варианты осуществления, аспекты, признаки и т.д. инноваций, приведенных в настоящем описании, можно смешивать и совмещать, объединять и переставлять любым подходящим методом.
Упомянутые и другие аспекты, признаки и варианты осуществления представлены в настоящей заявке, в том числе в нижеследующем подробном описании и на прилагаемых чертежах. Вдобавок, в настоящей заявке приведены различные ссылки, в том числе в вышеприведенном разделе перекрестных ссылок на родственные заявки, в которых представлены некоторые системы, устройства, способы и другая информация; все данные ссылки включены в настоящее описание путем отсылки в полном их объеме и в отношении всех их принципов и информации, независимо от того, в каком месте настоящей заявки может быть приведена ссылка.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 представлен схематичный вид ALMS (системы регулирования внешней засветки), выполненной с возможностью медицинского применения.
На фиг.2 представлен схематичный вид сбоку ALMS в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.3 и 4 представлен вариант осуществления, по существу, аналогичный варианту осуществления на фиг.2, при этом принято, что ограждение является, по существу, черным и устройство выполнено с возможностью удерживания под глазами пациента.
На фиг.5 и 6 представлены схематичные виды спереди и сбоку ALMS, содержащей поля.
На фиг.7 представлен схематичный вид сбоку варианта осуществления ALMS, пригодной для применения пациентом в положении лежа на спине.
На фиг.8 представлен схематичный вид преддверного устройства в форме фартука.
На фиг.9 представлен схематичный вид устройства, содержащего выступающую и заушную детали.
На фиг.10-12 схематично изображены разные варианты осуществления уплотнений, пригодных к использованию для фиксации ALMS на пациенте.
На фиг.13-13A представлен ряд разных геометрических форм, которые можно применить для проходного отверстия под смотровой прибор, свет подсветки, инструмент или что-то иное, при желании.
На фиг.14 схематично изображена проходная вставка, которая съемным образом закрепляет смотровой прибор.
На фиг.15A-C представлены схематичные виды проходной вставки, которую можно использовать для присоединения смотрового прибора к, по существу, светонепроницаемому преддверному устройству ALMS.
На фиг.16 схематично изображен другой вариант осуществления преддверного устройства.
На фиг.17 представлен схематичный вид сверху разных геометрических форм, которые можно применить для преддверного устройства для создания преддверного пространства.
На фиг.18 изображено множество разных геометрических форм, которые можно применить для выступающих деталей или других образующих пространство преддверных устройств.
На фиг.19 показаны пластины, пригодные для использования в выступающей детали преддверного устройства.
На фиг.20 представлен дополнительный вариант осуществления для скрепления смотрового прибора и преддверного устройства.
На фиг.21 представлен вид сбоку смотрового прибора, прикрепленного к многослойному ограждению и проходному отверстию, показанным на фиг.20.
На фиг.22A-C представлены установочная прорезь и трубчатое проходное отверстие 151 под тубус в шторке вместе с соответствующим дистальным концом смотрового прибора.
На фиг.23 представлен один вариант осуществления перед изготовлением ограждения 68, например, изображенного на фиг.22A.
На фиг.24 представлен вид спереди ограждения, содержащего проходное отверстие, в варианте осуществления по типу хирургической маски.
На фиг.25 представлено увеличенное изображение вида спереди ограждения и проходного отверстия, показанных на фиг.24.
На фиг.26 представлен вырез на виде сбоку установочного механизма преддверного устройства, например, показанного на фиг.24 и 25.
На фиг.27-28 представлен вид спереди поворотной замковой конфигурации вставного проходного отверстия.
На фиг.29 представлен увеличенный вид сбоку проходного отверстия и преддверного устройства, содержащего несколько слоев ткани и обладающего проходами разной формы для образования проходного отверстия с неподвижной посадкой в него смотрового прибора.
На фиг.30 представлен вид спереди в перспективе смотрового прибора в соответствии с одним вариантом осуществления инноваций, предлагаемых в настоящей заявке.
На фиг.31 представлен частично покомпонентный вид сбоку смотрового прибора.
На фиг.32 представлен вид сбоку в разрезе смотрового прибора.
На фиг.33 представлен вид сбоку в разрезе головки смотрового прибора, представленного на фиг.32, и на фиг.34-43 представлены схематичные виды сбоку в разрезе ряда разнообразных соединительных механизмов для присоединения различных устройств в системе.
На фиг.44 представлен дополнительный вариант осуществления переходника, в котором внутри самого переходника обеспечены как источник питания, так и источник света.
На фиг.45 представлен вид сбоку в разрезе ручного варианта осуществления смотрового прибора, причем смотровой прибор содержит источник света и источник питания в рукоятке.
На фиг.46 представлен вид в перспективе схематичного изображения ALMS.
На фиг.47 представлен вид сверху в перспективе смотрового прибора с кабелепроводом, отсоединяемым от внешнего источника питания и света.
На фиг.48 представлен смотровой прибор, подсоединенный кабелепроводом и сменным переходником к внешнему источнику питания и света.
На фиг.49 представлен инструмент 288, содержащий консольную часть 290 с выступом 300, выполненный с возможностью крепления к дистальному концу смотрового прибора.
На фиг.50 представлен вид сбоку устройства, показанного на фиг.49.
На фиг.51 представлен вид в перспективе с пространственным разделением деталей смотрового прибора.
На фиг.52 представлен бинокулярный вариант осуществления ALMS в соответствии с предложенными в настоящем описании инновациями.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее изобретение относится к смотровым приборам, именуемым в некоторых вариантах осуществления «Velscopes» («оптические приборы для визуального осмотра»), пригодным для исследования света, например флуоресцентного света, излучаемого пациентом. В некоторых вариантах осуществления инновации относятся к смотровым приборам для выявления таких патологических изменений, как рак в полости рта или вагинальной области. Смотровые приборы обычно выполнены с возможностью обнаружения флюоресценции или другого очень слабого света, излучаемого обследуемой тканью, и применяются в сочетании с ALMS, например ограждением или преддверием, которые, по существу, закрывают обследуемую область и, по существу, не допускают проникания никакого нежелательного света, например света общего освещения кабинета, в зону осмотра.
Кроме того, преддверие обычно содержит, по меньшей мере, одно проходное отверстие, выполненное с размером и конфигурацией, обеспечивающими рабочее закрепление в нем смотрового прибора, обычно на дистальном конце (или, по меньшей мере, одного устройства, соединенного со смотровым прибором и продолжающимся между смотровым прибором и ограждением). Ниже представлены и поясняются различные варианты осуществления смотрового прибора и ограждения.
ПОЯСНЕНИЕ ФИГУР
На фиг.1 представлен схематичный вид ALMS (системы регулирования внешней засветки), выполненной с возможностью применения практикующим врачом. Короче говоря, ALMS выполнена с возможностью плотного прилегания к участку тела пациента (полости рта на фиг.1), содержащему обследуемую ткань, например язык, щеки или десны в изображенном варианте осуществления, или, например, цервикальную, вагинальную, относящуюся к органам слуха или эпидермальную ткань, в других вариантах осуществления, и даже ткань, вскрытую при исследовании во время хирургической операции, особенно, если данные ткани подозревают на предмет присутствия связанных с раком клеток или тканей, например неоплазий, злокачественного развития, доброкачественных опухолей, дисплазий и т.п.
На фиг.1 ALMS 50 содержит проходное отверстие 52 и ограждение или шторку 68. Ограждение или шторка установлено(на) так, чтобы блокировать, по существу, все внешнее освещение от попадания на обследуемую ткань, и выполнено(на) с возможностью образования преддверия, которое закрывает, по меньшей мере, участок тела, который подвергают обследованию. Кроме того, ограждение 68 выполнено с размером и конфигурацией, обеспечивающими возможность допуска, по меньшей мере, одной руки пользователя и/или инструмента, которым манипулирует пользователь, до контакта с обследуемым участком тела внутри преддверия. Термин инструмент означает реальное физическое устройство, например механический выступ, который продолжается от дистального участка или даже от дистального конца смотрового прибора, но может также означать механическое устройство, которое продолжается в обследуемую зону через отдельное проходное отверстие и/или смотровое отверстие, даже не будучи соединенным со смотровым прибором. Термин инструмент не включает в себя то, что испускается смотровым прибором, например свет или электричество. Как отмечалось, преддверное устройство 50 системы 51 регулирования внешней засветки (ALMS) дополнительно содержит проходное отверстие 52, расположенное так, чтобы обеспечивать доступность обследуемого объекта для визуального наблюдения, и выполненное с возможностью, по существу, светонепроницаемого присоединения смотрового прибора, выполненного с возможностью установления связи, пригодной для выполнения рабочей функции, между наблюдателем и обследуемым объектом. Как показано на других фигурах, обсуждаемых в тексте настоящей заявки, ALMS в некоторых вариантах осуществления дополнительно содержит источник света, выполненный с возможностью обеспечения света, например света возбуждения флуоресценции, для направления на обследуемый объект. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления источник света может обеспечивать множество разных видов света, например света возбуждения, стандартного белого света, IR (инфракрасного) света, света фотодинамического воздействия (PDT) и т.п.
ALMS 51 содержит также уплотнение 80, которое в данном варианте осуществления показано в виде тонкой металлической полоски малой массы, которой можно придавать форму по форме переносицы (над или под глазами) пациента для, по существу, непропускания света в обследуемую зону из области глаз пациента.
На фиг.2 изображена ALMS 51, содержащая преддверное устройство 50, содержащее проходное отверстие 52. В варианте осуществления, показанном на фиг.2, шторка 68 объединена с операционной (OR) маской 63. OR-маска также обеспечивает механизмы (не показанные) крепления, которые упрощают закрепление ALMS 51 на пациенте.
На фиг.3 и 4 представлен вариант осуществления, по существу, аналогичный варианту осуществления на фиг.2, за исключением того, что ограждение 68 является, по существу, черным и устройство выполнено с возможностью удерживания под глазами пациента. В настоящем варианте осуществления шторка или ограждение 68 содержит два соединенных между собой квадратных куска полипропилена медицинского качества (в одном варианте осуществления масса может быть 1,91 унций/кв. ярд2). Кроме того, прикреплены упругая тесьма и формуемая металлическая полоска 80, которые способствуют удерживанию маски в заданном месте на лице пациента и предотвращению попадания нежелательного света в обследуемую зону. Как отмечено в других местах настоящей заявки, в данном и большинстве других вариантов осуществления материал является темным и, кроме того, не является ни флуоресцирующим, ни отражающим, так что, по существу, весь свет в пределах обследуемой зоны, в некоторых вариантах осуществления, состоит, по существу, только из какого-либо света подсветки/возбуждения, обеспечиваемого пользователем и какой-либо автофлуоресценцией, комбинационным рассеянием, или другого света, испускаемого пациентом.
На фиг.5 и 6 представлены схематичные виды ALMS, предлагаемой в настоящей заявке, на которых ALMS дополнительно содержит выступающую деталь 82, которая образует поля 83. Как показано, выступающая деталь 82 и поля 83 являются, по существу, жесткими (в одном варианте осуществления поля могут иметь форму, по существу, аналогичную операционной маске № 95 типа утиного носа), вырезанными по любой заданной форме. Выступающая деталь 82 улучшает размер и жесткость преддверной области внутри преддверного устройства 50 ALMS 51.
На фиг.7 изображено преддверное устройство 50 для ALMS 51. Как показано, преддверное устройство 50 содержит проходное отверстие 52, выполненное с размером и конфигурацией для пропускания света, смотрового прибора, инструмента и т.п., и содержит образующую пространство верхнюю форму 53. В показанном варианте осуществления образующий пространство верхний лист 53 является, по существу, круглым, но возможно применение любой требуемой конфигурации, например овальной, квадратной, шестиугольной, восьмиугольной и т.п. Благодаря верхней форме 53 элементы жесткости (например, по существу, жесткие элементы стержневого типа, которые можно, при желании, соединять между собой для образования каркаса) образуют трубку 54, через которую пользователь может осуществлять осмотр с использованием смотрового прибора (непоказанного) и в котором пользователь может манипулировать обследуемым объектом, при желании. Элементы 55 жесткости можно наблюдать в вырезе и они могут быть выполнены с приданием им любой требуемой формы или конфигурации. Кроме того, материал может быть выполнен с возможностью отсутствия в нем швов или одинарного комбинированного трикотажного переплетения с чередованием полных, неполных и прессовых петель, чтобы способствовать сохранению формы ALMS 51, при желании. Преддверное устройство 50 дополнительно содержит открытый край 56, который расположен вокруг обследуемого объекта, который, как указано в других местах настоящей заявки, в данном конкретном варианте осуществления является полостью рта пациента, но может быть любой другой искомой полостью, например зоной, пригодной для кольпоскопии, местом на коже или даже внутренней или внешней поверхности хирургического поля.
Длина 57 преддверного устройства 50 может иметь любое требуемое значение при условии, что длина достаточна для того, чтобы обеспечивать требуемое препятствие для нежелательного света, например внешнего освещения. При желании преддверное устройство 50 может дополнительно содержать адгезивное или другое клейкое или липкое вещество для поддержки преддверного устройства и его прилипания к пациенту 60. Кроме того, кромки преддверного устройства (и других участков, при желании) могут быть выполнены из пластически профилируемого материала 61, и, конечно, материал 62 шторки 68 ослабляет пропускание и образование света внутри преддверного пространства. Конструкциям швов и стержней при желании можно придать гофрированную форму 59.
На фиг.8 представлен схематичный вид преддверного устройства 64, содержащего, по существу, светонепроницаемый материал 66 для образования шторки 68, содержащей проходное отверстие 70, в котором преддверное устройство 50 выполнено в форме фартука. Фартук содержит элемент 72 крепления, например адгезивную или другую липкую композицию, которая находится на внешней стороне фартука, когда фартук висит, как показано, но, когда фартук поднят и наложен на лицо 60 пациента, липкий элемент способствует фиксации преддверного устройства 64 в заданной позиции на лице 60 пациента. Изображенный вариант осуществления содержит также петлю 74, которой закрепляют ALMS 51 в форме фартука на пациенте.
На фиг.9 представлено преддверное устройство 76 системы ALMS 51, содержащее выступающую деталь 82, проходное отверстие 84 и шторку 86. Преддверное устройство 76 содержит заушные детали 78, которые закрепляют преддверное устройство на пациенте и также помогают поддерживать данное устройство в заданном положении. Данное устройство особенно полезно для обследования пациента в положении на спине, под углом и полностью стоя. Вариант осуществления содержит также уплотнение 80, которое обычно является податливым и способствует фиксации преддверного устройства 76 к пациенту и/или в заданном месте на пациенте.
На фиг.10-12 схематично изображены угловые и криволинейные варианты осуществления уплотнений 80, которым можно придать конфигурацию носа 88 пациента. Конечно, для других частей тела были бы предпочтительны другие конфигурации. Как показано на фиг.11, устройство может быть угловым или криволинейным, или тем и другим. Кроме того, хотя в показанных вариантах осуществления применяется только один механизм уплотнения, при желании возможно использование множества механизмов либо последовательно, либо параллельно, либо иначе. Как показано на фиг.12, уплотнение 80 обычно является податливым, чтобы участок 92 уплотнения можно было перемещать под углом 90 в заданное положение. Вдобавок, при желании, уплотнению 80 можно придать изготовлением или иным образом плоскую форму для облегчения транспортировки, хранения и т.д. и затем придать неплоскую форму при использовании.
На фиг.13-13A представлен ряд разных геометрических форм, которые можно использовать для проходного отверстия под смотровой прибор, свет подсветки, инструмент или что-то иное, при желании. В показанных вариантах осуществления проходные отверстия имеют такую форму, чтобы допускать фиксацию в соединении с дистальным участком, обычно дистальным концом смотрового прибора. Как можно видеть, проходные отверстия 94 могут быть круглыми, но могут также иметь другие разнообразные формы, например прямоугольную, овальную, ромбовидную и т.д., чтобы проходное отверстие допускало защелкивание и фиксацию в заданном месте и в конфигурации замкового типа со смотровым прибором. Вдобавок, как показано в некоторых вариантах осуществления, геометрические формы должны быть точно симметричными, что может способствовать исключению нежелательного присоединения смотрового прибора к проходному отверстию.
На фиг.14 схематично изображена концевая деталь 96, которую можно съемно закреплять на смотровом приборе, источнике света и т.п. В предпочтительном варианте осуществления съемная концевая деталь является либо одноразовой, либо стерилизуемой, чтобы ее можно было многократно применять для нескольких пациентов или отправлять в отходы после применения одним пациентом, причем оба варианта осуществления снижают вероятность заражения одним пациентом следующих пациентов.
На фиг.15A-C изображен один вариант осуществления соединительного устройства 97, подходящего для присоединения смотрового прибора или источника света, или другого заданного инструмента 104 к проходному отверстию в ALMS. В изображенном варианте осуществления дистальный конец 99 соединительного устройства 97 содержит форму проходной вставки 98 для обеспечения допускающего фиксацию соединения с проходным отверстием. Как показано на других фигурах в настоящей заявке, пригодны также многие другие геометрические формы. Съемная концевая деталь 96 содержит также приемную часть 100, выполненную с возможностью вмещения соединительного выступа или резьбы, или другого подходящего устройства крепления смотрового прибора 104. Съемная деталь 96 может быть выполнена с возможностью либо одноразового, либо многократного использования. В частности, если концевая деталь предназначена для многократного использования, то обычно предпочтительно, чтобы концевая деталь была пригодной для стерилизации такими методами, как обработка в автоклаве, стерилизующая промывка и т.д. Как показано, смотровой прибор 104 содержит соединительные выступы 102 на дистальном участке смотрового прибора 104 для присоединения к съемной концевой детали 96.
На фиг.16 схематично изображен дополнительный вариант осуществления преддверного устройства 108, где преддверное устройство 108 содержит пластины 110. Данные пластины представляют собой, по существу, жесткие устройства, обычно выполненные из пластика, алюминия или другого заданного материала, которые пришивают или иным образом скрепляют или сцепляют со шторкой или ограждением 68. В показанном варианте осуществления пластины расположены посередине преддверного устройства 108 и служат для удерживания преддверного устройства на расстоянии от головы и шеи пациента. Как также показано в варианте осуществления на фиг.16, преддверное устройство фиксируется на голове головной тесемкой 109, которая, по существу, охватывает голову.
Как показано на фиг.15A-C, съемная концевая деталь 96, в представленном варианте осуществления, дополнительно содержит окно 106. Окно особенно полезно в вариантах осуществления настоящего изобретения, предназначенных для наблюдения полости рта, поскольку дыхание пациента может привносить загрязняющие частицы, которые могут повредить сам смотровой прибор или другие механизмы. При желании устройство для полости рта или другой части тела может быть выполнено без окна. В некоторых вариантах осуществления окно может действовать исключительно как прозрачный барьер, снижающий вероятность загрязнения или иного переноса материала с одной стороны преддверного устройства на другую его сторону, и/или окно может обеспечивать функцию фильтрации, в том числе либо света подсветки, либо света для диагностики. В некоторых вариантах осуществления окно выбирают, по существу, нефлуоресцентным, неотражательным и, в другом отношении, по существу, инертным в части, касающейся функций наблюдения, контроля, возбуждения тканей, дополнительной терапии и т.п. функций, которые могут выполняться с применением предлагаемых здесь систем и устройств.
На фиг.17 представлен схематичный вид сверху множества выступающих деталей 112, которые можно использовать со шторкой 114 преддверного устройства для создания пространства внутри преддверного устройства между преддверным устройством и пациентом. При желании, выступающие детали могут иметь цельную конструкцию, состоящую из одной части, или конструкцию, состоящую из двух частей, или иную конструкцию.
На фиг.18 представлен вид в плане сверху множества разных вариантов осуществления образующих пространство элементов, пригодных для использования в выступающем или другом месте в составе преддверного устройства ALMS в соответствии с настоящим описанием. Как можно видеть, полки 118 устройства могут служить опорой для выступающего элемента 116, как показано на данной боковой проекции. Выступающие элементы 116 и полки 118 аналогично множеству любых других конструкций настоящего описания могут быть полезными и допускающими деформирование для доработки с созданием множества разнообразных геометрических форм, по желанию пользователя, например, для более точного соответствия или подгонки к чертам лица или другим частям тела данного пациента.
На фиг.19 представлен другой вариант осуществления выступающей детали 120, где выступающая деталь содержит пластины 122 для создания образующей пространство конструкции, которая помогает удерживанию выступающей детали в заданном положении.
На фиг.20 представлен другой вариант осуществления для создания съемного проходного отверстия в шторке, изображенной в других местах настоящей заявки. В варианте осуществления на фиг.20 узел 124 проходного отверстия содержит проходное отверстие 126, образованное кольцевым уплотнением 128, проложенным между, по меньшей мере, двумя слоями шторного материала 132. В некоторых вариантах осуществления разные листы материала 134, 136 выполнены из материала, который имеет массу меньше, чем, приблизительно, 2 унции на квадратный ярд, хотя можно также применить более легкий или более тяжелый материал, при желании. В предпочтительном варианте осуществления проходное отверстие 126 имеет диаметр около одного дюйма, хотя, при желании, можно также обеспечить проходное отверстие с любым заданным размером, приблизительно, от 1 мм - 1 сантиметра (см) до 3 см - 5 см или более. При желании, по меньшей мере, один из листов ткани может содержать щели 130, предназначенные для ввода трубки, например дистального конца смотрового прибора, в проходное отверстие. Слои материала 134, 136 могут быть скреплены между собой любым требуемым методом, например сшиванием, адгезивами, такими как адгезивы компании Adhesive Research Com, Glenrock, PA, включая, например, допускающий разъединение адгезив Removable Adhesive Systems, AR c/o 8561, AS-124M. Кроме того, при условии, что, по меньшей мере, один из слоев является достаточно светонепроницаемым, другой слой может быть прозрачным или светопроницаемым, например, один из слоев может быть выполнен в виде прокладки, содержащей прозрачный силиконовый полиэфирный пластик толщиной 2 мил (1/1000 дюйма).
На фиг.21 представлен смотровой прибор 104, содержащий оптический путь 142, по которому свет проходит в обоих направлениях между излучающим свет источником и пациентом или пациентом и датчиком, а также, обычно, оптический путь 143 прямого наблюдения, по которому свет во время работы проходит от обследуемой ткани в глаз пользователя, например стоматолога или врача, при этом пользователь может наблюдать ткань через окуляр 145. Как можно видеть, узел 124 проходного отверстия в покрывале или шторке 138 находится в, предпочтительно, разъемном зацеплении с фланцем 140 или другим устройством крепления смотрового прибора 104, при этом смотровой прибор, как отмечалось, содержит окуляр 145, показанное дихроичное зеркало 141 и рукоятку 147. Обычно предназначенный для прямого наблюдения конец прибора будет содержать, по меньшей мере, один светофильтр в любом одном из пути света подсветки и пути света для диагностики или в обоих данных путях.
На фиг.22A-C представлены установочная прорезь и трубчатое проходное отверстие 151 в ограждении 68 вместе с соответствующими вставкой и дистальным концом смотрового прибора 104. Ограждение 68 упрощенно показано в вырванном виде и содержит установочную прорезь и трубчатое проходное отверстие 151, содержащее окно 150, расположенное в проходном отверстии 152, которое, в свою очередь, расположено в установочной прорези 148. Как показано, установочная прорезь 148 имеет ромбовидную форму, но можно применить любую заданную форму, в том числе симметричную форму. На фиг.22B представлен вид сбоку установочной прорези и трубчатого проходного отверстия 151, частично надвинутого на дистальный конец 155 смотрового прибора 104. Смотровой прибор 104 содержит удерживающее кольцо 146, которое является комплементарным по форме установочной прорези 148. Примерные формы удерживающего кольца 146 показаны на фиг.22C. Кроме того, удерживающее кольцо 146 может содержать обе формы, например круглую форму, дистально расположенную на ромбовидной форме, чтобы круглая форма продолжалась в проходное отверстие 152 и через него, а ромбовидная форма при этом могла входить в разъемное зацепление с соответствующей ромбовидной установочной прорезью 148.
На фиг.23 представлен один вариант осуществления перед изготовлением ограждения 68, например, изображенного на фиг.22A. В данном варианте осуществления первый кусок материала 156, содержащий ромбовидную установочную прорезь 148, объединен со вторым слоем материала 158, содержащим, по существу, круглое проходное отверстие 152. Обычно второй кусок материала 158 находится на стороне шторки 68, обращенной к пациенту. Два куска материала можно объединять любым требуемым методом, например, с использованием стежков 160 или склеиванием, неподвижной посадкой или другим требуемым методом крепления.
На фиг.24 схематично представлено преддверное устройство, выполненное в виде маски 162, содержащей установочную деталь 166 с вводом сверху и множество элементов 164 жесткости. Дополнительные элементы жесткости могут быть выполнены из алюминия, пластика, другого материала с малой массой, т.е. любого материала, признанного подходящим для придания формы маске 162. При желании маска может быть выполнена без дополнительных элементов жесткости. Вообще говоря, чем больше число элементов жесткости и/или чем больше жесткость элементов жесткости, тем надежнее маска будет жестко сохранять свою форму независимо от внешнего давления или другого влияния. С другой стороны, уменьшение количества или исключение упомянутых элементов жесткости или ослабление их жесткости обеспечивает более гибкую маску. На фиг.25 представлен вид крупным планом установочной детали 166, показанной на фиг.24. В упрощенном виде установочная деталь 166 содержит корпус 170 и в показанном варианте осуществления - штрихкод 173. Проходное отверстие 171 выполнено в размер для плотной посадки патрубка 168. В показанном варианте осуществления данная плотная посадка достигается благодаря двум выступам 175, выполненным с возможностью вмещения патрубка 168 и удерживания патрубка 168 в требуемом положении перед проходным отверстием 171. На фиг.25 проход 172 в корпусе 170 перевернут, чтобы устройство, показанное на фиг.25, было устройством с вводом снизу в противоположность устройству с вводом сверху, показанному на фиг.24. Естественно, можно применить устройство с вводом сбоку и с другого направления.
Идентификационный знак 173, которым в представленном варианте осуществления является штрихкод, но возможен также 3-мерный штрихкод, другой допускающий сканирование идентификационный указатель и другая система идентификации механической посадки или чего-то другого, например механической посадки конкретного источника света или смотрового прибора в преддверное устройство или съемную концевую деталь, может быть особенно полезен по ряду причин. Например, концевая деталь и/или преддверное устройство, и/или смотровые приборы и т.п. могут быть снабжены данными идентификационными устройствами, чтобы обеспечивать правильное применение конкретных комбинаций светофильтров или правильное применение других специальных вариантов осуществления, например обеспечивать, чтобы систему AMLS, в которой окно, препятствующее перекрестному загрязнению, расположено в самом ограждении, применяли со съемной концевой деталью (при ее наличии) и смотровым прибором, которые не содержат такого окна, для предотвращения в системе излишней оптической интерференции с обеспечением в то же время применения преддверного устройства с окном, поскольку, в ином случае, создался бы свободный проход между пациентом и сравнительно дорогостоящими оптикой и механизмами устройства прямого наблюдения и т.д. Вдобавок, упомянутый идентифицирующий знак может служить для подтверждения, что светофильтры изготовителя применяются надлежащим образом с тщательно подобранными другими светофильтрами, чтобы система, пригодная для применения для исследования флуоресценции, должным образом обеспечивалась всеми частями данной системы и не смешивалась с системой, специально предназначенной для исследования в инфракрасном свете. Идентификационный знак 173 может быть размещен в любом требуемом месте, например, как показано, на передней поверхности установочного отверстия, в любом другом месте на преддверном устройстве, внутри кольца или другого установочного участка преддверного устройства, чтобы преддверное устройство сопрягалось только с конкретным требуемым устройством для обследования, инструментом и т.п. или на самом инструменте или устройстве для обследования, или на съемной концевой детали, или на нескольких упомянутых конструкциях, или, при желании, иначе.
На фиг.26 представлена установочная деталь 166, содержащая корпус 170, который может быть выполнен из майлара (полиэтилентерефталата), картона или любого другого требуемого материала, установочный вырез 174 и подложку 176, которые прикреплены к покрывалу 178. На фиг.27 и 28 показана процедура установки источника 180 света (или смотрового прибора и т.п.), в которой смотровой прибор сначала поворачивают, как показано на фиг.27, чтобы удлиненный патрубок 168 можно было вдвинуть через проход 172, и весь источник 180 света поворачивают на 90° по часовой стрелке для зацепления удлиненного патрубка 168 за выступы 175 корпуса 170, так что патрубок нельзя снять, пока источник 180 света не повернут обратно в исходное положение и не вытянут. На фиг.29 представлен еще один вариант осуществления такой установочной системы, в которой внешняя ткань 184 проходного отверстия 182 образует, по существу, овальное отверстие, тогда как внутренняя ткань 186 образует, по существу, круглое отверстие. Каждый из проходов образован швом или кромкой 188, которая может быть, при желании, выполнена с возможностью обеспечения жесткости.
На фиг.27-28 представлен вид спереди поворотной замковой конфигурации вставного проходного отверстия.
На фиг.29 представлен увеличенный вид сбоку проходного отверстия и преддверного устройства, содержащего несколько слоев ткани и обладающего проходами разной формы для образования проходного отверстия с неподвижной посадкой в него смотрового прибора.
На фиг.30 представлен вид спереди в перспективе смотрового прибора 104, содержащего дистальный конец 190 и проксимальный конец 192. Проксимальный конец 192 содержит наглазник 194, который служит оправой окуляра и дает пользователю удобное место упора для размещения глаза и в то же время не позволяет большей части внешней засветки создавать помехи пользователю при обследовании. Дистальный конец 190 содержит область соединения, которая, как показано, содержит, по существу, кольцевые фланец и кромку; пригодны также другие конфигурации. Смотровое устройство 104 дополнительно содержит рукоятку 198, которая в изображенном варианте осуществления соединена с кабелепроводом 200, который проходит к любым расположенным снаружи изделиям, например источнику питания, источнику света, аппаратуре формирования изображения, например камерам на CCD (ПЗС), CID (приборах с инжекцией заряда), CMOS (КМОП-структурах) или другим цифровым или аналоговым камерам, устройствам формирования изображения и т.д., а также к устройствам для спектрального анализа, например спектрофотометрам, спектрорадиометрам, спектрографам и т.д. В изображенном варианте осуществления головка 201 смотрового прибора 104 является, по существу, укороченной относительно рукоятки. Пригодны также другие конфигурации, но обеспечение существенно короткой головки 201 дает некоторые преимущества в некоторых вариантах осуществления, поскольку относительно малая длина головки позволяет врачу, стоматологу или другому пользователю приблизиться насколько возможно к обследуемой ткани и дополнительно может облегчить возможность просмотра по разным направлениям в замкнутых пространствах, например при кольпоскопии и обследовании полости рта. Кроме того, хотя в представленном варианте осуществления смотровой прибор подсоединен к внешнему питанию или другим устройствам, при желании вся система может быть обеспечена в виде одного полностью портативного устройства, которое ни к чему не подсоединяется. На фиг.31 представлен частично покомпонентный вид сбоку смотрового прибора 104.
На фиг.31 представлен частично покомпонентный вид сбоку смотрового прибора 104, в котором некоторые элементы головки и рукоятки сняты, чтобы обеспечить наблюдение внутренних элементов. В представленном варианте осуществления объективная/собирательная трубка 206 расположена в направлении дистального участка смотрового прибора 104, при этом оптический элемент, селективный к длинам волн, например светоделитель 204, по существу, расположен, в основном, в головке смотрового прибора 104, и светофильтр 202 расположен на проксимальном участке головки. Показаны также компоненты рукоятки 208, находящиеся внутри рукоятки.
На фиг.32 представлен вид сбоку в разрезе смотрового прибора 104, содержащего дистальный конец 190 и проксимальный конец 192. Устройство дополнительно содержит наглазник 194 и светоделитель 204. Светоделитель 204 позволяет пропускать свет через проводник 200 во внутреннее пространство 207 смотрового прибора 104. Затем свет проецируется вверх через оптический элемент 209 на светоделитель 204, который отражает свет в проход в дистальном конце 190. Как отмечено в других местах настоящей заявки, свет может содержать свет возбуждения, подходящий для возбуждения флуоресценции, белый свет, инфракрасный свет или свет других категорий, по желанию пользователя. Кроме того, при желании можно обеспечивать такой свет, чтобы существовала возможность его селективного регулирования или изменения пользователем и/или переключения между разными режимами наблюдения или освещения. Кроме того, свет можно применять для подсветки на отражение, подсветки для возбуждения флуоресценции, в терапевтических целях, в диагностических целях или иной подсветки, при желании. В изображенных вариантах осуществления пользователем обследуется кольпоскопический участок пациента. Свет, возвращающийся от пациента, собирается проекционной/собирательной трубкой 206. Как можно видеть, проекционная/собирательная трубка 206 состыкована с возможностью разъема с преддверным устройством 50 в проходном отверстии 52. Свет, исходящий от пациента, пропускается через селективный оптический элемент 204 и в глаз пользователя. При желании, свет, исходящий от пациента, может также отправляться светоделителем 204 обратно через рукоятку в, по меньшей мере, одну камеру, аналитическое устройство типа спектрографа или на другие аналитические элементы. Кроме того, при желании, смотровой прибор 104 может содержать, по меньшей мере, один светофильтр, например светофильтры 211 и 213. При желании, светофильтры могут фильтровать только свет подсветки или только испускаемый свет, причем, в данном случае, в показанном варианте осуществления светофильтры обычно располагались бы либо перед, либо за светоделителем, или, при желании, светофильтры могут выполнять функцию фильтрации как света подсветки, так и испускаемого света, причем, в данном случае, светофильтры обычно располагались бы перед светоделителем, как показано в настоящем варианте осуществления.
На фиг.33 представлен вид сбоку в разрезе головки смотрового прибора 104, показанного на фиг.32. Кроме того, изображены третий светофильтр 215 и четвертый светофильтр 217, расположенные перед и за светоделителем 204.
На фиг.34-43 представлены схематичные виды сбоку в разрезе ряда разнообразных соединительных механизмов для присоединения различных устройств в системе.
На фиг.34 представлен один примерный соединительный узел, подходящий для крепления смотрового прибора 104 к кабелепроводу 200 или для крепления дистального съемного концевого элемента. На обеих фиг.34A и 34B изображен оптический путь 210, охватываемый конец 219 и охватывающий вмещающий конец 221. На фиг.34A охватываемый конец 219 фиксируется в рабочем соединении с охватывающим концом 221 посредством сжимаемого кольцевого уплотнения 212, которое установлено во вмещающий паз 223. Концы можно соединять и разнимать просто их сдвиганием с усилием и растягиванием. Аналогично, на фиг.34B охватываемый конец 219 фиксируется в охватывающем конце 221 посредством широкого податливого материала 214, который с обжимом установлен в ответный широкий паз 225. Кольцевое уплотнение, податливый материал и т.п. могут быть выполнены из любого подходящего материала, например пластика, губки, каучука и т.п. Как можно видеть, в искомом варианте осуществления проводящий путь оптического пучка юстируют соответственно рабочему соединению.
На фиг.35 представлен альтернативный соединитель, в котором охватываемый конец 219 кабелепровода 200 прикреплен к охватывающему концу 221 рукоятки 198. Соединение достигается посредством крепежной резьбы 218. При желании, устройство может дополнительно содержать окно 216, которое обычно не флюоресцирует, прозрачно и не отражает.
На фиг.36 представлена посадка с использованием выступов и канавок, которая действует сходно с вариантами осуществления представленными на предыдущих фигурах. В данном варианте осуществления обеспечивается защелкивание на выступе 220 для совершенствования взаимной фиксации двух концов.
На фиг.37 представлена другая быстроразъемная посадка, в которой рычажок-защелка 22 действует совместно с подпружиненным штифтом 226 для надежной взаимной фиксации охватываемого и охватывающего концов с возможностью их разъема. В показанном варианте осуществления кольцевое уплотнение 224, удерживаемое на охватывающем конце 221, взаимодействует с пазом 227 в охватываемом конце 219. Подпружиненный штифт 226 и рычажок-защелка 227 согласовано взаимодействуют для фиксации концов одного к другому и тем самым обеспечивают механизм для более надежного удерживания, при котором существенно менее вероятно разъем при непреднамеренном приложении значительного давления.
На фиг.38 представлен вариант осуществления съемной концевой детали 96, предназначенной для подсвечивающей и собирательной оптики. Вкратце, съемная концевая деталь 96 надвигается на подходящий выступ 229 смотрового прибора 104. Проводящий путь 111 света подсветки, который может представлять собой полую трубку, волоконно-оптический кабель, волоконно-оптический пучок, жидкий световод или любой другой требуемый световод, проводит свет подсветки от смотрового прибора 104 по проводящему пути 228 света подсветки, затем через полосовой светофильтр 232, коллимирующую линзу 234 и выходную линзу 240. Затем свет проводится к плечу пациента и тогда сигналы флуоресценции, отражения, комбинационного (рамановского) рассеяния или другой испускаемый свет от руки пациента распространяются в собирательную линзу 236, проходят через светофильтр верхних частот 238 и коллимирующие линзы 234 и в приемный оптический путь 230. В показанном варианте осуществления светофильтр 234 представляет собой полосовой светофильтр, который пропускает, по существу, только свет возбуждения, пригодный для вызова флуоресценции в флуорофорах (либо автофлуорофорах, либо флуорофорах, обязанных этим входящему в состав лекарственному средству, флуоресцирующему средству и т.п.) в обследуемом объекте, тогда как высокочастотный светофильтр 238 отсекает, по существу, весь свет возбуждения и пропускает только свет флуоресценции, испускаемый пациентом.
В варианте осуществления, показанном на фиг.38, полосовой светофильтр 232 выступает из выступа 229 в ответное гнездо 221 в переходнике 96, чем обеспечивается подходящая система идентификации и организации работы с устройствами, такая что оптический путь света подсветки и оптический путь собираемого света не создают взаимных помех. На фиг.39 представлен сходный вариант осуществления, который относится к оптике.
На фиг.39 оптика содержит волоконные пучки 232, но, конечно, можно также применить другие пригодные световоды, а также выходную линзу 240, полосовой светофильтр 232, собирательную линзу 236 и светофильтр 238 высоких частот. В данном варианте осуществления устройство лишено защитного полосового светофильтра 232 и соответствующего гнезда 231, как на фиг.38, так что оптическое соединение с разными элементами устройства обычно будет определяться пользователем, подтверждающим действующие сигналы.
На фиг.40 представлен вид в разрезе переходника 96, содержащего линзы и зеркала для обеспечения возможности бокового просмотра. Оптический путь 228 света подсветки проходит через гнездо 231, коллимирующую линзу 234 и к наклоненному под углом зеркалу 244, которое направляет свет наружу из выходной линзы 240, которая расположена сбоку переходника 96. В оптическом пути 230 собираемого света собирается свет через собирательную линзу 236, который передается наклоненным под углом зеркалом 234 и затем в проксимальном направлении через коллимирующую линзу 234 в смотровой прибор. На фиг.41 представлен альтернативный переходник для бокового просмотра. На фиг.41 переходник 96 содержит световоды 246, 248, которые отклоняют свет под углом из смотрового прибора (не показанного) и затем проецируют и собирают свет соответствующей собирательной оптикой 246 и подсвечивающей оптикой 248.
На фиг.42 и 43 представлены виды сбоку двух гибких переходников. На фиг.42 представлена желобчатая гибкая муфта 250, причем данная гибкая муфта может быть изогнута и повернута пользователем согласно требованиям в пределах, допускаемых материалами, выбранными для изготовления устройства. На фиг.43 представлена гибкая резиновая труба 252, которую можно свободно изгибать и поворачивать, и соединительный механизм 254, который служит для повышения жесткости переходника согласно требованиям и для фиксации его в заданном положении.
На фиг.44 представлен вид сбоку в разрезе переходника, содержащего как источник питания, так и источник света. Вкратце, выступ 229 переходника 96 содержит батарею 266, подключаемую для работы к источнику света, например LED (светоизлучающему диоду) 264. Как показано, провода 258 проходят через токоограничивающий резистор 260, так что в зависимости от конфигурации можно плавно регулировать интенсивность и, возможно, цвет света, излучаемого источником 264 света. Батарею 266 и источник 264 света включают и регулируют переключателем 256, свет, излучаемый источником 264 света, выпускается из переходника через светофильтр 262 к пациенту и затем возвратный свет собирается в собирательном световом пути 268, сходном с путями, описанными в других местах настоящей заявки, или имеющем другую конфигурацию соответственно требованиям. В показанном варианте осуществления свет проецируется из переходника в OS (оптическую систему) для обследования шеи и, аналогично, возвратный свет возвращается из OS. В некоторых вариантах осуществления устройства для бокового просмотра, описанные в настоящей заявке, могут быть особенно полезными для данных обследований.
На фиг.45 представлен вид сбоку в разрезе смотрового прибора 104, имеющего проксимальный конец 102 и дистальный конец 90. Рукоятка, источник питания, оптическая система и т.д., показанные на фиг.45, могут быть обеспечены либо в виде ручного узла, который, фактически, образует сам смотровой прибор, либо в виде ручного узла, который выполнен с возможностью крепления к смотровому прибору, обычно на дистальном конце.
Рукоятка 198 содержит множество элементов для обеспечения питания и света, аккумуляторную батарею 274 питания, вентилятор 272 для охлаждения и теплоотвод 270, который также способствует охлаждению. Аккумуляторная батарея 274 питания подает питание в источник 264 света, который излучает свет подсветки на светофильтр 262, который, в свою очередь, подает свет в световод 242 подсветки для прохода к дистальному концу 190. Источник питания, источник света и т.д. работают с управлением от переключателя 256, который, как показано, может быть, предпочтительно, размещен на проксимальной стороне рукоятки наподобие спускового элемента, но может быть также размещен в любом другом требуемом месте. На фиг.46 представлено на виде в перспективе схематичное изображение ALMS. В данном варианте осуществления корпус 277 содержит источник света, источник питания, камеру и другие требуемые аналитические или формирующие изображение элементы, если таковые имеются. На проксимальной стороне 276 содержится порт 279, из которого продолжается кабелепровод, содержащий световоды, электропровода и другие требуемые элементы. По кабелепроводу 200 пропускаются требуемые сигналы, свет и т.д. в смотровое устройство 104, которое содержит световой карандаш 278 и переходник 96. В показанном варианте осуществления источник 282 питания расположен рядом с корпусом 277 и содержит кабель питания, продолжающийся из источника питания в смотровой прибор 104. Источник света и источник питания, каждый, включают в свою настенную розетку 284.
На фиг.47 представлен смотровой прибор 104, имеющий дистальный конец 190 и проксимальный конец 192 и содержащий кабелепровод 200, проходящий от основания рукоятки 198. Как можно видеть, кабелепровод является достаточно длинным (обычно около 4-15 футов длиной) и заканчивается вилочным разъемом в переходнике 284, выполненным с возможностью подключения с возможностью разъема к внешнему источнику питания и света. На фиг.48 представлены смотровой прибор и кабелепровод, показанные на фиг.47, но присоединенные к внешнему источнику питания и света.
На фиг.48 представлен смотровой прибор 104, подсоединенный кабелепроводом 200 и сменным переходником 284 к внешнему источнику 286 питания и света. Внешний источник 286 питания и света содержит держатель 288, ответный по форме смотровому прибору 104 и выполненный в размер для удерживания смотрового прибора в требуемом положении на держателе.
На фиг.49 представлен инструмент 288, содержащий консольную часть 290 с выступом 300, выполненный с возможностью крепления к дистальному концу смотрового прибора. Фиг.49 представляет собой вид в перспективе инструмента 288, подходящего для крепления посредством проходного кольца 302. Проходное кольцо 302 по скользящей посадке, ходовой посадке, с защелкиванием или иным способом крепится к смотровому прибору обычно на дистальном конце. Инструмент 288 содержит консольную часть 290, которая предназначена препятствовать попаданию нежелательных выделений на пути просмотра. Соответственно, консольная часть 290 может быть выполнена с возможностью поджима языка, поджима стенки на вагинальной стороне или иной возможностью в соответствии с требованиями. Инструмент 288 может быть выполнен с возможностью поворота после того, как он прикреплен к смотровому прибору, или он может быть выполнен с возможностью закрепления и удерживания в одном положении или в положении с возможностью перемещения, в котором трение или другое усилие удерживает его в заданном положении, в которое его сдвигает пользователь. Кроме того, при желании, консольная часть 290 может быть выполнена с возможностью выдвижения и отвода или, как показано, может быть одной длины.
На фиг.50 представлен вид сбоку устройства, показанного на фиг.49.
На фиг.51 представлен перспективный вид с пространственным разделением деталей смотрового прибора 104. Рукоятка 198 крепится к головке 201 болтами 304, которые в эстетических и гигиенических целях закрыты колпаками 306. Рукоятка содержит внутренний каркас 308, который поддерживает различные элементы в требуемом положении и также обеспечивает дополнительную прочность. Обычно каркас, рукоятка, головка и т.д. выполнены из пластика или другого материала малой плотности, но могут быть также выполнены из металла или другого допустимого в медицине материала, и обычно выполняются так, чтобы их можно было подвергать автоклавированию, стерилизации жидкими стерилизующими жидкостями или иной обработке для сохранения чистоты медицинской или стоматологической окружающей среды. Смотровой прибор 104 показан в сочетании с инструментом 288. Инструмент 288 представляет собой разъемный инструмент в представленном варианте осуществления, содержащий кольцо 302, которое устанавливается посредством системы соединения байонетным замком 316 на дистальный конец 190 смотрового устройства 104.
Затем консольную часть 290 инструмента 288 защелкивают на кольце 300. Фиксирующее кольцо 300 содержит множество фиксирующих выступов 318, которые защелкиваются на консольной части 290 и фиксируют ее в заданном месте. Как можно видеть, консольную часть 290 можно соединять и разъединять и устанавливать впритык почти в любом положении на кольце 302.
Каркас 308 содержит множество оптических элементов, например светофильтры и зеркала, которые можно видеть по их установочным конструкциям. Например, коротковолновый светофильтр 314 удерживается в конструкции между источником света и установочной конструкцией для дихроичного зеркала 141. В показанном варианте осуществления коротковолновый светофильтр 314 пропускает, по существу, только синий свет, т.е. свет с длинами волн меньше, чем приблизительно 450-500 нм, который является светом, который, по существу, безопасен для освещения человека (без потенциально вредного воздействия ультрафиолетового света), но при этом обладает достаточной энергией для возбуждения флуоресценции, например автофлуоресценции или флуоресценции добавленных флуорофоров. В данное место можно также ставить другие светофильтры с другими характеристиками и, при желании, можно обеспечить допускающую смену щель или другую конструкцию, чтобы в одном смотровом приборе допускались вставка и извлечение разных светофильтров. В альтернативном варианте, можно обеспечить несколько смотровых приборов с разными комбинациями светофильтров.
Дихроичное зеркало 141 отражает свет от источника света к дистальному концу 190 смотрового прибора 104 и окну 303 инструмента 288. Возвратный свет от пациента проходит обратно через окно 303 и дихроичное зеркало 141. В показанном варианте осуществления дихроичное зеркало 141 действует как длинноволновый светофильтр с граничной длиной волны около 475-480 нм, т.е. данный светофильтр не пропускает свет с меньшими длинами волн и пропускает свет с более длинными волнами. В показанном варианте осуществления дихроичное зеркало 141 блокирует, по существу, весь свет возбуждения, пропущенный коротковолновым светофильтром 314. С проксимальной стороны от дихроичного зеркала 141 находится установочная конструкция второго длинноволнового светофильтра 310, который отсекает, по существу, весь нежелательный свет, пропущенный дихроичным зеркалом 141. В данном варианте осуществления, по существу, весь нежелательный свет отсекается от пользователя. При желании можно обеспечить другие дополнительные светофильтры, узкополосный светофильтр 312, вставляемый в установочную конструкцию за вторым длинноволновым светофильтром 310. В одном варианте осуществления узкополосный светофильтр пропускает, по существу, весь свет, кроме света в полосе, приблизительно 585-595 нм. Данный конкретный вариант осуществления особенно полезен для обнаружения рака полости рта, рака шейки матки и другие виды рака, в частности, потому, что подавление указанного света помогает наблюдателю различать пораженные и непораженные ткани. Упомянутый узколосный светофильтр может быть также особенно полезен для выявления других патологических изменений, в частности патологических изменений, обуславливающих сдвиг характеристик флуоресценции в красную область спектра в соответствии с имеющимся заболеванием или состоянием.
На фиг.52 представлен схематичный вид бинокулярного узла 326, содержащего бинокулярные просмотровые устройства 320, которые в показанных вариантах осуществления выполнены, по существу, в виде очков, содержащих независимые линзы, по одной на каждый глаз, линзы 330 и окуляры 328. Бинокулярные просмотровые устройства 320 выполнены с возможностью разъемного соединения с бинокулярными проходными отверстиями 322 в месте соединения 323, после чего переходник 324 объединяет оптические пути для каждой из бинокулярных линз в один оптический путь света обследования, выходящий через проходное отверстие 332. В других вариантах осуществления возможность бинокулярного наблюдения данного варианта осуществления может быть распространена на фактическую область обследования и потому обычно с наличием отдельных смотровых проходных отверстий и, при желании, отдельных зон подсветки. Это может быть особенно полезно в некоторых случаях, поскольку можно обеспечивать разные длины волн света или разные световые лучи, обладающие другими отличающимися характеристиками, например разными поляризационными характеристиками, для обследования разных областей или одной области независимо каждым глазом пользователя.
Дополнительное общее описание
В некоторых вариантах осуществления смотровой прибор обеспечивает свет для возбуждения флуоресценции, например, пропусканием белого света через (например, пропускающий или отражательный) светофильтр, который пропускает, по существу, свет только в пределах диапазона возбуждения, например 400-450 нм (в некоторых вариантах осуществления целесообразно применять только свет, по существу, длиннее, чем приблизительно 400 нм, чтобы ультрафиолетовый свет, который может быть опасным, не входил в состав данного света). Примерные светофильтры содержат коротковолновый и полосовой светофильтры.
Затем свет возбуждения входит в контакт с обследуемым объектом. Затем из обследуемого объекта излучается свет отклика, обычно в результате флуоресценции, хотя иногда возможно использование отраженного света или другого света, например инфракрасного света или света комбинационного рассеяния, либо дополнительно к свету флуоресценции, либо вместо него. Затем само смотровое устройство обрабатывает испускаемый свет, собранный смотровым прибором, и направляет его к наблюдателю (и, при желании, в другое(гие) устройство(ва), например камеру, устройство детектирования видеосигналов, например CCD (ПЗС), CID (прибор с инжекцией заряда), CMOS (КМОП-прибор) и т.п., или в компьютер, или спектрометр, или другой спектральный измерительный прибор).
Оптический путь света диагностики смотрового прибора обычно содержит, по меньшей мере, один длинноволновый светофильтр или другой требуемый светофильтр, который, по существу, блокирует свет возбуждения, чтобы можно было видеть только свет в диапазоне более длинных волн. В одном варианте осуществления такое блокирование осуществляется применением дихроичного зеркала с граничной длиной волны около 475-480 нм (т.е. данный светофильтр не пропускает свет с меньшими длинами волн и пропускает свет с более длинными волнами), с последующим за данным зеркалом «зеленым стеклянным» светофильтром, который также не пропускает свет с длинами волн, короче, чем приблизительно 475-480 нм, и пропускает свет с длинами волн больше, чем приведенные длины волн.
В некоторых вариантах осуществления смотровой прибор дополнительно содержит, по меньшей мере, один светофильтр, который обрабатывает свет так, что полосы различных длин волн света диагностики остаются видимыми, тогда как полоса(ы) других длин волн, по существу, вырезаются или существенно ослабляются по мощности или интенсивности. Например, за длинноволновым(и) светофильтром(ами) по ходу луча смотровой прибор может содержать узкополосный светофильтр, который пропускает, по существу, весь свет, кроме света в полосе, приблизительно 585-595 нм. Данный конкретный вариант осуществления особенно полезен для обнаружения рака полости рта и некоторых других патологических изменений.
Можно также применить другой(ие) подходящий(ие) узкополосный(ые) светофильтр(ы), например, для повышения различимости насыщенной кислородом и не насыщенной кислородом крови (т.е. оксигемоглобина и дезоксигемоглобина), или для различения активированных и дезактивированных лекарств или диагностических маркеров. При желании можно также обеспечить по меньшей мере один светофильтр с изменяемой или неизменяемой неравномерной спектральной характеристикой пропускания, например светофильтр, описанный в патенте США № 6110106, чтобы соответствующее отношение между разными полосами пропускаемых длин волн можно было изменять в требуемых вариантах осуществления. Дополнительные примеры многополосных комбинаций полосовых светофильтров также предложены в патенте США № 6021344. Как было замечено ранее, обе вышеприведенные ссылки целиком включены в настоящее описание путем отсылки в отношении всех их принципов и сведений, включая содержащиеся в них описания эндоскопов, светофильтров, подходящих датчиков и источников света и т.д.
При желании смотровой прибор по настоящему изобретению может представлять собой, по существу, полый корпус, содержащий светофильтры, обычно размещаемые на рукоятке для удобства использования. В некоторых вариантах осуществления устройство может дополнительно содержать удлиненный элемент, предназначенный для крепления к дистальному концу смотрового прибора (или к другому месту соответственно требованиям), причем данный удлиненный элемент можно использовать для отжимания создающих помехи ткани или структур тела, например щек, языка или стенок влагалища, с линии наблюдения смотрового прибора, чтобы можно было усовершенствовать наблюдения. Примеры некоторых вариантов осуществления данного устройства, иногда называемого «ретрактором», представлены на фигурах в настоящей заявке. В одном предпочтительном варианте осуществления устройство для перемещения ткани крепится с возможностью поворота к смотровому прибору, чтобы его можно было значительно легче или эффективнее перемещать внутри полости рта или другой обследуемой полости тела.
Физический состав смотрового прибора можно значительно изменять в зависимости от конкретных намерений и потребностей пользователя. Например, как замечено выше, смотровой прибор может представлять собой, по существу, только полый корпус с требуемой оптикой, которая просто проводит свет от внешнего (обычно проксимально расположенного) источника света к обследуемой ткани и затем возвращает свет от обследуемой ткани в окуляр смотрового прибора (окуляр обычно представляет собой наглазник, но может быть также другим подходящим окулярным устройством, например матированным стеклом, и может быть монокулярным или бинокулярным согласно требованиям). При желании смотровой прибор либо в альтернативном варианте, либо дополнительно, можно выполнить с, по меньшей мере, одним внутренним источником света, дистально расположенным источником света (например, LED (светоизлучающим диодом) и/или проксимально расположенным источником света и, по меньшей мере, одним волоконно-оптическим световодом, волоконно-оптическим кабелем или другим светопроводящим элементом, дополнительно к световоду или вместо него, образованным полым корпусом, содержащим подходящие оптические элементы, описанные в настоящей заявке.
Смотровой прибор обычно содержит источник питания для обеспечения света. Источник питания может представлять собой внешний источник питания, например аккумуляторную батарею, подсоединенную проводом, аккумуляторную батарею, содержащуюся в рукоятке или в другом месте в самом смотровом приборе, или вилочный разъем или другое подходящее устройство для подсоединения к настенной розетке или другому источнику питания. На фигурах показаны примерные комбинации источников питания/света. В некоторых вариантах осуществления корпус источника света содержит установочную конструкцию, выполненную с возможностью закрепления смотрового прибора, когда его не используют.
Как отмечено ранее, при желании, смотровой прибор может содержать, по меньшей мере, один материальный чувствительный прибор, например датчики, содержащие CCD (ПЗС), CID (приборы с инжекцией заряда), CMOS (КМОП-структуры) и т.п., и/или, по меньшей мере, одно устройство отображения, например CRT (ЭЛТ), плоскопанельный дисплей, экран компьютерного дисплея и т.д. Кроме того, при желании, система смотрового прибора может содержать, по меньшей мере, один компьютер, который управляет, обрабатывает и/или интерпретирует различные функции смотрового прибора, в том числе, например, диагностические, исследовательские и/или терапевтические функции.
Под «компьютером» понимается устройство, которое способно управлять светофильтром, селективным модулятором света, датчиком или другими элементами устройств и способов, предложенных в настоящей заявке. Например, контроллер может управлять характеристиками светопередачи селективного модулятора света, управлять состоянием включено/выключено элементов светового датчика, составленного из элементов (например, прибора с зарядовой связью (CCD) или прибора с инжекцией заряда (CID)), и/или собирать данные от датчика, включая использование упомянутых данных для формирования или реконструкции изображений, в виде данных обратной связи для управления светом подсветки или другими элементами устройств и способов, предложенных в настоящей заявке, например, для диагностики или лечения. Обычно компьютер содержит центральный процессор (CPU) или логически действующее устройство, например автономный компьютер типа настольного или портативного компьютера, компьютер с периферийными устройствами, ручными, локальными или сетевыми и т.д. Компьютеры широко известны и выбор требуемого компьютера по особому свойству или особенности может быть произведен специалистом, в данной области в свете раскрытия настоящего изобретения.
В одном примерном варианте осуществления предлагаемая здесь система содержит источник света, ручной смотровой прибор, преддверное устройство (ALMS), ретрактор или (отжиматель щек), оптический проводящий путь, световой блок (источник света), световод и окуляр на проксимальном конце смотрового прибора. Оптический путь продолжается от оптического пути света подсветки к обследуемому объекту, до пользователя и внутри ручного смотрового прибора содержит, в указанном порядке, коллиматор, 430-нм ± 30-нм светофильтр (светофильтр 1), дихроичный светофильтр (светофильтр 2), светопоглотитель, стеклянное окно, слизистую ткань или другую обследуемую ткань, дихроичный светофильтр (светофильтр 2 (свет проходит обратно тот же самый дихроичный светофильтр), 475-нм длинноволновый светофильтр (светофильтр 3), 590-нм узкополосный светофильтр (светофильтр 4), окуляр. Светофильтры могут быть либо раздельными (дискретными), либо комбинированными (например, отражательными покрытиями). Системы могут также, или взамен, содержать бинокулярные окуляры, например лупы/фильтрующие стекла или солнцезащитные/очки с увеличением/без увеличения и источник отверждающего света. Источник отверждающего света может содержать многоволновую систему (например, вторую головку с отдельным светофильтром), и длину волны отверждающего света можно регулировать независимыми светофильтрами и/или сменными светофильтрами и т.д. Некоторые другие признаки, которые могут быть включены, включают в себя световой карандаш, зеркало и/или волоконную оптику, обычно с коллимацией, или LED (светоизлучающим диодом) в карандаше, или камерой для вставки в полость рта, которые могут содержать трубку со светофильтром на конце для обеспечения, в частности, требуемого света и, следовательно, действовать как световой карандаш и тем самым как источник света или как дополнительный источник света для флуоресценции или другой требуемой цели.
Конструкции камер для вставки в полость рта могут включать в себя многоволновую оптическую обработку внутри и снаружи камеры. Свет может передаваться через систему, или может быть включен источник света, или может быть отдельная трубка (или другой подходящий излучатель света), излучающая собственный свет. Трубка может содержать соответствующие светофильтры под длины волн излучения/возбуждения. Положение светофильтра и другого оптического элемента может изменяться в пределах оптического пути при условии обеспечения требуемых функций.
Проводящие пути света подсветки и наблюдения могут быть объединены, как на некоторых фигурах, или разделены, как в источнике света с лупами/защитными очками. Оптические проводящие пути могут улучшать возможность пользователя при использовании устройства с применением стандартного способа наблюдения и подсветки. С точки зрения двух человек, наблюдающих полость рта одновременно, каждый из них наблюдает подсвечиваемую ткань под своим отличающимся углом, и, следовательно, они видят разную ткань и, вероятно, поставят разные диагнозы. Иногда применяют треногу для снижения вероятности изменений путем стандартизации высоты и угла. Размер обследуемого пятна в некоторых вариантах осуществления назначают так, чтобы сравнивать все поражение с окружающей нормальной тканью, что совершенствует наблюдение и идентификацию анатомических ориентиров для определения местоположения.
В некоторых вариантах осуществления интенсивность оптимизируют для освещения ткани светом возбуждения для диагностики, чтобы возбуждать необходимые флуорофоры для выработки сигнала. В некоторых вариантах осуществления длину(ы) волн(ы) оптимизируют для распознавания некоторых видов рака, выявляемых в полости рта или в другой обследуемой ткани. Длины волн флуоресценции повышают способность к распознаванию сдвига в спектре флуоресцентного излучения, чтобы создать возможность определения различий между нормой и патологией для пораженной раком ткани. Например, двойной контроль в двух полосах длин волн в пределах, приблизительно, 475-585 нм и от, приблизительно, 595 нм и выше повышает возможности контроля клеточной активности в отношении метаболических кофакторов NAD (никотинамид-аденин-динуклеотида) и FAD (флавин-аденин-динуклеотида). Максимумы флуоресценции NAD и FAD приходятся на данные длины волн.
В некоторых вариантах осуществления желательно получить как можно большую мощность без излишнего смазывания излучаемого сигнала для получения узкого спектра на выходе, чтобы предотвратить стоксов сдвиг и устранить ультрафиолетовый свет во избежание подсветки/возбуждения светом в полосе излучения (наложение флуоресценции).
В некоторых вариантах осуществления системы могут дополнительно содержать диффузор для обеспечения более равномерных размеров пятна, исключения слишком яркие пятна и т.п. Иногда также желательно применять коллиматор для выравнивания световых лучей на фильтре и для ограничения расхождения пучка с целью увеличения плотности мощности, или для применения жидкого световода, а не волокон, чтобы достигать повышения эффективности за счет уменьшения нерабочего пространства между фильтрами и улучшения пропускания при фиксированных затратах и повышения числовой апертуры (что дополнительно совершенствует собирание света). В других вариантах осуществления системы могут дополнительно содержать металлогалогенные источники света для повышения мощности в некоторых диапазонах излучения, дихроичные светофильтры или аналогичные оптические элементы для совершенствования совмещенных оптических путей наблюдения и подсветки (способны одновременно направлять свет подсветки от источника и испускаемый свет от ткани). Стеклянное или другое прозрачное окно на передней стороне смотрового прибора может оберегать от пыли.
В некоторых вариантах осуществления для полости рта и других целей смотровой прибор применяется при расстоянии около 4 дюймов от устройства до задней стороны полости рта или другого обследуемого объекта; причем, при желании, можно обеспечивать проставки. Смотровые приборы можно выполнять с чернением изнутри для поглощения паразитной отраженной засветки и испускаемого света флуоресценции (нежелательной обратной связи по флуоресценции).
Форму смотрового прибора можно, в предпочтительном варианте, сделать удобной, с эргономической точки зрения, с оптимизацией проводящих путей света возбуждения и испускаемого света. Проксимальный окуляр можно устанавливать на таком удалении, чтобы наклон проксимального светофильтра (например, 590-нм узкополосного светофильтра) создавал такую геометрию, при которой можно ослаблять внешнюю засветку, поступающую из-за спины врача, а ту ее часть, которая проходит, можно отклонять на поглощающую внутреннюю поверхность трубы. Тем самым ослабляются отражения и исключается наблюдение пользователем своего отражения. Например, проксимальный светофильтр можно наклонить его верхом ближе к врачу и низом ближе к дихроичному зеркалу, чтобы создать отражающую поверхность, которая направляла бы поступающий свет к низу трубы оптического проводящего пути.
Возможность съема окуляров может допускать вставку переходника под камеры. В некоторых вариантах осуществления камеру присоединяют как можно ближе к дихроичному зеркалу, что сокращает длину оптического проводящего пути внутри смотрового прибора до камеры, что, в свою очередь, снижает вероятность/тенденцию автофокусировки камеры на внутренней зоне в приборе VELScope. Данное решение также может быть важным, поскольку свет флуоресценции может иметь низкую интенсивность (требовать применения высокочувствительных (по ISO) пленок/настроек, длительных времен выдержки затвора), тогда как автофокусировка может запускаться другими объектами, поскольку обычно фокусировка в данном режиме производится по объекту с наибольшей яркостью в поле зрения.
На дистальном конце смотрового прибора может находиться ретрактор щек или другое устройство для манипулирования тканями. В полостях рта пациентов существуют зоны, труднодоступные просто для визуального наблюдения. Ретрактор щек или языка способствует возможности доступа к упомянутым тканям и дает врачу так называемую «третью руку», т.е. одна рука держит смотровой прибор, вторая придерживает язык и «третья» отводит щеку. Это может быть особенно важно, если врач вынужден работать один.
Ретрактор может быть выполнен в виде основания и съемной консоли и может быть также выполнен с возможностью функционирования в виде колпака для предотвращения загрязнения. В некоторых вариантах осуществления или для удобства ретрактор может занимать множество положений вокруг конца смотрового прибора, например восемь расположенных по окружности положений, в которые можно устанавливать ретрактор, если предпочтительны разные углы. Консоль(ли) ретрактора могут быть съемными, чтобы, когда в них нет нужды, они не мешали процедуре, например, нажатием на врача и/или пациента. Консоль может потребоваться для доступа только к 10% полости рта.
Консоль(ли) ретрактора могут быть наклонными, как стоматологическое зеркало. Консоль(ли) могут быть конструктивно схожими с другими инструментами, которые использует врач для предотвращения проскальзывания губ и щеки. Консоль может иметь такую форму, что наблюдаемой может быть только небольшая часть ретрактора для уменьшения перекрытия линии наблюдения, но, при этом врач всегда может знать, где находится наконечник. Система регулирования внешней засветки (ALMS) применяется также для экранирования против внешней засветки.
Ретрактор щек может содержать храповой механизм для обеспечения регулировки угла ретрактора щек без его снятия с устройства. Заданные положения ретрактора могут задавать определенные положения устройству для целей документирования, например, «когда устройство находилось в положении NW (середина второй четверти), наблюдалась область...». Уплотнение между ретрактором и остальным прибором VELScope может фиксироваться в заданном положении только на трении или в пазах, или канавках, расположенных по окружности устройства. Вместо восьми позиций возможно применение совершенно гладкого кольца на приборе VELScope, допускающего непрерывное позиционирование (бесконечное число позиций), например, если угловое совмещение неважно. Вместо восьми позиций возможны шесть позиций (например, с верхней и нижней или без них), четыре позиции (например, если требовался квадратный план, который мог бы быть полезным при квадратном окне), или любое другое число позиций.
В некоторых вариантах осуществления системы содержат также, по меньшей мере, одну съемную головку для лечения, и система может быть модульной с несколькими головками для одного источника света, например для лечения 476-нм светом, возбуждения флуоресценции 430-нм светом для выявления рака и для возбуждения флуоресценции 405-нм светом для выявления зубного кариеса. Разные компоненты можно соединять между собой любым требуемым способом, например с возможностью быстрого разъема, по посадке на трении, на резьбе и т.д. Головка может содержать разные светофильтры соответственно задаче, например диагностике/лечению кариеса/гингивита.
Для лечения объединенный оптический путь наблюдения/подсветки (или обеспечение действительно оптического пути наблюдения) может быть нежелательным в некоторых вариантах осуществления, поскольку врач может не нуждаться в возможности наблюдения обрабатываемого объекта, но может предоставлять некоторое преимущество, например, потому, что свет подсветки можно отфильтровывать для защиты глаз пользователя от него (обычно от вредного ультрафиолетового света), поэтому светофильтр после источника света может быть представлен комбинацией полосового светофильтра и узкополосного светофильтра для пропускания широкого диапазона длин волн, в том числе от синих до красных, и к тому же предусмотрена широкая впадина посередине для удаления всего остального света. Другими словами, воздействуют синим светом, наблюдают в красном свете, а наблюдение флуоресценции не обязательно.
В некоторых вариантах осуществления системы содержат также перекрестье для наводки наблюдателем на место наблюдения или содержат другой лазерный или боковой источник света, например сдвоенный LED для обеспечения света прицеливания. В разных вариантах осуществления головка для лечения может представлять собой светофильтр, выбирающий требуемую длину волны подсветки, и головку для лечения для направления подсветки. Головка для лечения может быть прикрепленной неразборно или готовым коммерческим (COTS) изделием, которое можно разъемно крепить к головке светофильтров, при необходимости. Головка для лечения может быть стандартной, волоконно-оптической, свободной световой трубкой и т.д., использующей любой требуемый способ доставки света от светофильтра к ткани.
Как отмечено в других местах настоящей заявки, иногда несколько источников света могут обеспечиваться в одном смотровом приборе. При наблюдении в белом свете, при желании, можно предусмотреть более широкую полосу длин волн на выходе. Более широкую полосу можно получить за счет дополнительного источника света (LED, галогенного и т.д.) или применением разных светофильтров на выходе одного источника света. Системы можно также снабжать несколькими максимумами. Например, данное решение можно иногда применять при фармакологическом/физиологическом испытании биологических маркеров в случае, когда испускаемая флуоресценция (тканей, маркеров или химических веществ) изменяется в присутствии различных ионов/молекул/pH. Данное решение можно также применять для обеспечения нормирования, так как мощность флуоресценции, производимой каждой длиной волны, может сравниваться одна с другой и нормироваться. В некоторых вариантах осуществления системы содержат также таймеры для выключения света для выдерживания определенного времени лечения или других целей, например экономии энергии.
В некоторых вариантах осуществления смотровой прибор содержит амортизирующие опоры для изолирования оптического проводящего пути в приборах VELScope. Данное решение может обеспечиваться, например, второй экзоскелетной обмоткой на первой, но отделенной от нее воздушным промежутком с контактом по резиновым уплотнительным кольцевым амортизаторам, проложенным между трубой оптического проводящего пути и внешней оболочкой. Это также дает удобный способ изменения цвета устройства без обращения к дорогим технологиям приформовки. Внутренний оптический проводящий путь обычно является черным для поглощения света, а черный не может быть цветом, обычно используемым в медицинских установках по причине его депрессивного воздействия и того, что он смотрится грязным из-за остатков очищающего раствора и порошка с латексных перчаток. Наружная оболочка может быть другого цвета, например белого, бежевого или обычно используемых цветов для скрытия упомянутых загрязнений.
В некоторых вариантах осуществления системы содержат квадратное окно или проходное отверстие, которое дешевле в изготовлении, чем круглое окно, из-за особенностей технологического процесса, например применения кольцевых пил по сравнению с вырезанием по прямым линиям, и сокращения отходов. Кроме того, данная конфигурация (или другая некруглая конфигурация) может облегчать пользователю манипулирование ALMS за счет создания трения/конструктивной посадки между ALMS и смотровым прибором. Квадратное окно может быть также желательным при использовании относительно недорогого нефлуоресцентного стекла/материала в оптическом проводящем пути, хотя данный материал можно также использовать и при других геометриях.
Дистальный конец на приборе VELScope может содержать охватывающее проходное отверстие, которое может быть квадратным на самом краю дистального конца, но, при желании, оптический проводящий путь может оставаться круглым. Проходное отверстие на приборе VELScope может быть неразборно установленным или съемным, чтобы можно было использовать окна разных форм или стандартную конструкцию ALMS. Форма ALMS может быть такой, чтобы материала могло быть больше на дистальной сторон - ближе к пациенту, дальше от врача. Благодаря этому ALMS меньше мешает врачу, врачу обеспечивается выгодная возможность блокирования естественного освещения, и ALMS может содержать вырез для носа.
В некоторых вариантах осуществления в системах применяют слабопрочные адгезивы с возможностью переустановки для воздействия «после наблюдения». Позицию можно регулировать по требованию, причем без остатка или неразъемного крепления к стеклам. Данное решение допускает повторное использование защитных стекол и удаление загрязненных ALMS. При использовании данного адгезива имеется также возможность выполнения ALMS «листами», объединенными в блоки, причем новый лист можно снимать при необходимости. Размер ALMS может обеспечивать закрывание как смотрового прибора, так и руки. Материал может быть черным или другим темным материалом для поглощения отраженного света и внешней засветки и для поглощения автофлуоресценции, испускаемой самой ALMS. Для изготовления можно применять полипропилен или другой материал, желательный с точки зрения дешевизны и возможности удаления. Массу можно подобрать так, чтобы шторка не создавала слишком много помех врачу.
Все используемые в настоящем описании термины применяются в соответствии с их обычными значениями, если иное не очевидно из контекста или четко не указано в описании. Также, если иное прямо не указано, термин «или» включает в себя значение «и» и наоборот. Неограничивающие термины нельзя толковать как ограничивающие, если иное прямо не указано или очевидно не следует из контекста (например, «содержащий», «имеющий» и «включающий в себя» обычно означает «содержащий без ограничения»). Формы единственного числа, в том числе в формуле изобретения, например определенный и неопределенный артикли единственного числа, включают в себя формы во множественном числе, если иное прямо не указано или очевидно не следует из контекста.
Смотровой прибор в соответствии с настоящими системами и способами и т.д. содержит понятия как средства плюс функции, так и этапа плюс функции. Однако термины, приведенные в настоящей заявке, нельзя интерпретировать в формуле изобретения как означающие взаимосвязь «средство плюс функция», если слово «средство» специально не представлено в пункте формулы, и должны интерпретироваться в формуле изобретения как означающие взаимосвязь «средство плюс функция», если слово «средство» специально представлено в пункте формулы. Аналогично, термины, приведенные в настоящей заявке, нельзя интерпретировать в заявляющих способ или процесс пунктах формулы изобретения как означающие взаимосвязь «этап плюс функция», если слово «этап» специально не представлено в пункте формулы, и должны интерпретироваться в формуле изобретения как означающие взаимосвязь «этап плюс функция», если слово «этап» специально представлено в пункте формулы.
Предложенные в настоящей заявке инновации включают в себя не только описанные здесь устройства, системы и т.д., но все связанные способы, включая способы изготовления системы, изготовления элементов систем, например таких конкретных устройств, как ALMS или смотровые приборы, а также способы применения устройств и систем, например прикрепления ALMS к смотровым приборам, и применения систем для обследования ткани (или иного применения смотрового прибора для диагностики, лечения и т.п. ткани). В некоторых вариантах осуществления настоящие инновации включают в себя способы применения смотрового прибора как для диагностики, так и для лечения зубов, например для отверждения цианоакрилатных клеев, применяемых для крепления или приклеивания зубных протезов или других изделий в полости рта.
ПРИМЕР
Пример 1: Применение смотрового прибора для выявления первичной дисплазии в полости рта
Применение смотрового прибора для выявления первичной дисплазии в полости рта (число пациентов N = 49) на основе автофлуоресценции. В оптическом пути смотрового прибора содержатся в следующем порядке: коллиматор, 430-нм ± 30-нм светофильтр (светофильтр 1), дихроичный светофильтр (светофильтр 2), светопоглотитель, стеклянное окно, слизистая ткань или другая обследуемая ткань, дихроичный светофильтр (светофильтр 2 (свет проходит обратно тот же самый дихроичный светофильтр), 475-нм длинноволновый светофильтр (светофильтр 3), 590-нм узкополосный светофильтр (светофильтр 4), окуляр. Смотровой прибор применяли с преддверным устройством с проходным отверстием, которое для работы соединяли со смотровым прибором и которое экранировало обследуемый объект от, по существу, всей внешней засветки.
Что касается первичных патологических изменений у пациентов анамнеза рака полости рта, смотровой прибор правильно выявил большинство случаев дисплазии (70%), в частности выраженных преинвазивных патологических изменений (86%). Около 18% патологических изменений, не связанных с дисплазией, также были положительными при применении смотрового прибора. Смотровой прибор также повысил возможность врача в части различения патологических изменений, не связанных с дисплазией. Девять из одиннадцати данных патологических изменений, не связанных с дисплазией, были клинически диагностированы как предраковые патологические изменения в полости рта с использованием стандартных методов, но только два из данных ложных положительных реакций также оказались положительными при использовании смотрового прибора.
Из некоторых других результатов для десяти биопсий с патологических мест, идентифицированных как положительные с использованием смотрового прибора, которые фактически были дисплазиями, брали также биопсии с соседних нормально выглядевших областей, которые были правильно идентифицированы с использованием смотрового прибора как не содержащие дисплазию.
1. Система регулирования внешней засветки (ALMS) для медицинского применения, при этом ALMS выполнена с возможностью плотного прилегания к участку тела пациента, содержащему обследуемую ткань, и для отгораживания, по существу, всей внешней засветки от попадания на обследуемую ткань, причем система содержит, по существу, светонепроницаемое преддверное устройство, содержащее, по меньшей мере, одно ограждение, выполненное с размером и конфигурацией, обеспечивающими возможность формирования преддверия, которое закрывает, по меньшей мере, участок тела, и допуска, по меньшей мере, одной руки пользователя или инструмента, которым манипулирует пользователь, до контакта с обследуемым участком тела внутри преддверия, преддверное устройство дополнительно содержит проходное отверстие, расположенное так, чтобы обеспечивать доступность обследуемого объекта для визуального наблюдения, и выполненное с возможностью, по существу, светонепроницаемого присоединения смотрового прибора, выполненного с возможностью установления рабочей связи между наблюдателем и обследуемым объектом, и ALMS дополнительно содержит источник света, выполненный с возможностью доставки света к обследуемому объекту.
2. Система по п.1, при этом ALMS дополнительно содержит смотровой прибор, закрепленный к проходному отверстию.
3. Система по п.2, в которой смотровой прибор дополнительно содержит окуляр.
4. Система по п.1, в которой смотровой прибор дополнительно содержит датчик формирования изображений.
5. Система по любому из пп.1-4, в которой ALMS дополнительно содержит спектральное измерительное устройство.
6. Система по любому из пп.1-4, в которой ALMS содержит инструмент.
7. Система по любому из пп.1-4, в которой инструмент прикреплен к смотровому прибору.
8. Система по любому из пп.1-4, в которой инструмент не прикреплен к смотровому прибору.
9. Система по любому из пп.1-4, в которой преддверное устройство является полностью светонепроницаемым и отгораживает, по существу, всю внешнюю засветку от попадания на обследуемый объект.
10. Система по любому из пп.1-4, в которой ограждение является, по существу, жестким.
11. Система по любому из пп.1-4, в которой ограждение является полужестким.
12. Система по любому из пп.1-4, в которой ограждение является гибким.
13. Система по любому из пп.1-4, в которой ограждение содержит как жесткий, так и гибкий участки.
14. Система по любому из пп.1-4, в которой смотровой прибор съемно прикреплен к проходному отверстию преддверного устройства.
15. Система по п.14, в которой смотровой прибор съемно прикреплен к проходному отверстию преддверного устройства посредством байонетной оправы.
16. Система по п.14, в которой смотровой прибор съемно прикреплен к проходному отверстию преддверного устройства посредством резьбовой оправы.
17. Система по п.14, в которой смотровой прибор съемно прикреплен к проходному отверстию преддверного устройства посредством защелкивающейся оправы.
18. Система по п.14, в которой смотровой прибор прикреплен с возможностью разъема к проходному отверстию преддверного устройства посредством резьбовой оправы.
19. Система по любому из пп.1-4, в которой смотровой прибор неразъемно прикреплен к проходному отверстию преддверного устройства.
20. Система по любому из пп.1-4, в которой, по меньшей мере, участок смотрового прибора является одним целым с проходным отверстием преддверного устройства.
21. Система по любому из пп.1-4, в которой источник света выполнен с возможностью излучения света через проходное отверстие для смотрового прибора.
22. Система по любому из пп.1-4, в которой источник света выполнен с возможностью излучения света из смотрового прибора.
23. Система по любому из пп.1-4, при этом ALMS выполнена так, что источник света излучает свет через второе проходное отверстие подсветки, отдельное от проходного отверстия для смотрового прибора.
24. Система по любому из пп.1-4, в которой источник света выполнен с возможностью излучения, по существу, только света возбуждения, предназначенного для возбуждения флуоресцентного света от, по меньшей мере, одной ткани в обследуемом объекте, и смотровой прибор содержит длинноволновый светофильтр, предназначенный для блокирования света возбуждения и пропускания флуоресцентного света.
25. Система по любому из пп.1-4, в которой источник света выполнен с возможностью излучения, по существу, только света в диапазоне приблизительно 410 - 500 нм.
26. Система по любому из пп.1-23, в которой источник света выполнен с возможностью излучения белого света.
27. Система по любому из пп.1-4, в которой источник света выполнен с возможностью излучения, по существу, только инфракрасного света.
28. Система по любому из пп.1-4, в которой свет возбуждения предназначен для вызова флуоресценции в, по меньшей мере, одних из раковых или предраковых клеток.
29. Система по любому из пп.1-4, в которой преддверное устройство содержит шторку темного цвета, состоящую из, по существу, нефлуоресцентного, по существу, неотражательного материала.
30. Система по любому из пп.1-4, в которой, по меньшей мере, внутренняя поверхность шторки темного цвета является матово-черной.
31. Система по любому из пп.1-4, в которой преддверное устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, одну податливую опору, предназначенную для установки на носу пациента и податливую для подгонки по формам носа и смежной области лица пациента.
32. Система по любому из пп.1-4, в которой преддверное устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, один, по существу, жесткий элемент, расположенный и имеющий конфигурацию для удерживания проходного отверстия, по меньшей мере, на заданном расстоянии от пациента, чтобы проходное отверстие не имело контакта с пациентом.
33. Система по п.32, в которой преддверное устройство дополнительно содержит множество соединенных, по существу, жестких элементов, выполненных с возможностью формирования каркаса, который удерживает проходное отверстие, по меньшей мере, на заданном расстоянии от пациента, чтобы проходное отверстие не имело контакта с пациентом.
34. Система по п.32, в которой, по меньшей мере, один, по существу, жесткий элемент расположен и предназначен для удерживания ограждения целиком за пределами оптического пути между обследуемой тканью и проходным отверстием.
35. Система по п.33, в которой, по меньшей мере, один, по существу, жесткий элемент выступает из податливой опоры.
36. Система по п.33, в которой, по меньшей мере, один, по существу, жесткий элемент не прикреплен к податливой опоре.
37. Система по любому из пп.1-4, в которой преддверное устройство выполнено с размером и конфигурацией, обеспечивающими возможность плотного прилегания вокруг обследуемой полости рта человека.
38. Система по любому из пп.1-4, в которой преддверное устройство выполнено с размером и конфигурацией, обеспечивающими возможность закрывания глаз пациента.
39. Система по любому из пп.1-4, в которой преддверное устройство выполнено с размером и с конфигурацией, обеспечивающими возможность не закрывать глаза пациента.
40. Система по любому из пп.1-4, при этом ALMS выполнена с размером и конфигурацией, обеспечивающими возможность плотного прилегания вокруг гинекологического обследуемого объекта на пациенте.
41. Система по любому из пп.1-4, при этом ALMS выполнена с размером и конфигурацией, обеспечивающими возможность плотного прилегания вокруг, по меньшей мере, одного обследуемого глаза на пациенте.
42. Система по любому из пп.1-4, при этом ALMS выполнена с размером и конфигурацией, обеспечивающими возможность плотного прилегания вокруг эпидермального обследуемого объекта на пациенте.
