用于對渾濁介質內部進行成像的裝置的控制方法、用于對渾濁介質內部進行成像的裝置以及計算機程序產品制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種對渾濁介質內部進行成像的裝置的控制方法。該裝置包括：接納部分（２），其用于接納待檢查的渾濁介質（１）；至少一個光源（６），其光學地連接到該接納部分（２）以輻照該接納部分（２）的內部；以及至少一個檢測器（７），其光學地連接到該接納部分（２）以檢測從該接納部分（２）內部發出的光。至少一個光源（６）和至少一個檢測器（７）光學地連接到該接納部分（２）以使得在整個測量過程中形成多個不同的源－檢測器位置組合。不同的源－檢測器位置組合限定了通過該接納部分（２）的不同光路徑。該方法包括快速測量步驟，在該快速測量步驟中生成對應于多個源－檢測器位置組合的僅一部分的減小的數據集合以提供關于所述接納部分（２）內部的快速信息。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于對渾濁介質內部進行成像的裝置的控制方法、用于對渾濁介質內 部進行成像的裝置以及計算機程序產品。
技術介紹
在本申請的技術方案下，術語渾濁介質應被理解為表示這樣的物質，該物質包括 具有高光散射系數的材料，諸如英脫利匹特(intralipid)溶液或生物組織。另外，光應被 理解為表示波長在400nm至1400nm范圍內的電磁輻射。術語“光學性質”涵蓋減小的散射 系數s和吸收系數Pa。而且“匹配的光學性質”應被理解為具有類似的減小的散射系 數s和類似的吸收系數Pa。近年來，開發了用于檢查渾濁介質(例如，女性乳房組織)的若干方法和裝置。特 別地，開發了用于檢測和分析乳腺癌的新裝置且改進了現有技術。乳腺癌是最常發的癌癥 類型之一在2002年，例如，在世界上超過110萬婦女被診斷患有乳腺癌且超過41萬婦女 死于乳腺癌。開發了通過使用光對渾濁介質內部進行成像的若干類型的裝置。這些裝置的 實例是乳房X線照相裝置和用于檢查人體或動物體的其它部分的裝置。用于對渾濁介質內 部進行成像的方法的突出實例是擴散光層析成像(DOT)。特別地，這種裝置試圖用于在體內 定位女性身體乳房一部分的乳腺組織的不均勻性。惡性腫瘤是這種不均勻性的一種實例。 這些裝置試圖在不均勻性仍較小時檢測這些不均勻性使得例如可在早期檢測到癌。這些裝 置的特定優點在于，患者無須暴露于利用電離輻射(例如，X射線)進行檢查的風險。W0 00/56206 A1公開了一種對渾濁介質內部進行成像的裝置，其使用光源來輻照 渾濁介質且使用光檢測器來測量通過渾濁介質傳輸的光的一部分。提供控制單元來基于測 量強度來重建渾濁介質內部的圖像。所公開的裝置特別適于檢查女性乳房。為了允許檢查 渾濁介質，該裝置具備作為接納部分的容器，接納部分封閉一測量體積且被布置成接納該 渾濁介質。用于檢查渾濁介質的光必須從光源透射到渾濁介質且從渾濁介質透射到光檢測 器。由于待檢查的渾濁介質的不同大小，用于接納渾濁介質的容器的大小并不完美地匹配 渾濁介質的大小，即，在容器與渾濁介質之間留有空間。耦合到光源的多個光路徑和耦合到 光檢測器的多個光路徑橫跨(across)容器壁分布，即，充當導光體的光纖端部連接到容器 壁。光源隨后從不同方向輻照渾濁介質且光檢測器測量通過渾濁介質透射的光的一部分。 利用從不同方向導向至渾濁介質的光來執行多個這樣的測量，且基于測量結果，由控制單 元重建所檢查的渾濁介質的圖像。從美國專利5，907，406獲知一種用于至少從光源向渾濁介質傳導由光源生成的 光能的光學匹配介質，其中渾濁介質由光源所生成的光能的至少一部分所輻照。該已知的 光學匹配介質可用于通過擴散光層析成像來對諸如生物組織的渾濁介質內部進行成像。在 醫療診斷中，例如可使用匹配介質來對女性乳房內部進行成像。在這種情況下，渾濁介質的 至少一部分(在此情況下為女性乳房)可容納于接納體積中。4在美國專利5，907，406中，由杯狀壁部分界定接納體積。但這并非總是必需的。在 接納體積內，所調查研究的渾濁介質的部分由匹配介質包圍。來自光源的光耦合進入到接 納體積內且耦合進入到渾濁介質內。選擇光使得其能通過渾濁介質傳播。為了對女性乳房 內部進行成像，通常使用波長范圍在400nm至1400nm內的光。由于光耦合進入接納體積內， 所以從渾濁介質發出的散射光從接納體積耦合出來。使用從接納體積耦合出來的光來重建 渾濁介質內部的圖像。選擇匹配介質使得匹配介質的光學參數(諸如吸收和散射系數)基 本上與渾濁介質的相應光學參數相同。以此方式，可減小由于光邊界效應造成的偽像，當光 耦合進入到渾濁介質內和從渾濁介質耦合出來時會發生光邊界效應。而且，使用匹配介質 來防止渾濁介質周圍的接納體積中發生光短路。當檢測到光已經沿著接納體積內、渾濁介 質外的路徑傳播且因此未充分地散射和衰減時，發生光短路。在那種情況下，未充分散射和 衰減的檢測光的強度可對已經通過渾濁介質路徑而散射并衰減的檢測光的強度進行矮小 化(dwarf)。已知的用于對渾濁介質內部進行成像的裝置包括接納渾濁介質的接納部分和用 于填充渾濁介質與接納部分之間的空間的光學匹配流體。有時在該裝置中會出現下面這樣 的問題渾濁介質與接納部分(例如杯狀容器)之間的空間未完全充滿光學匹配介質。舉 例而言，如果存在光學匹配介質不足夠的情況，氣囊(在大多數情況下將為空氣氣囊)存在 于接納部分與渾濁介質之間的空間的上部中。另外，特別地，如果光學匹配介質是光學匹配 流體，氣泡可存在于空間的上部中。如果在對渾濁介質內部成像進行測量期間在渾濁介質 與接納部分之間的空間中存在這種不希望的不均勻性，則會造成重建圖像中的偽像和嚴重 測量誤差。不希望的不均勻性的存在僅在測量和結果評估之后才變得清楚。因此，必須再 次執行耗時的測量來實現高準確度的圖像。顯然，這會造成不便且使對渾濁介質內部所進 行的成像較為昂貴。已開發新辦法來通過使用光進一步提高檢測乳腺癌方法的準確性。舉例而言，開 發了一種熒光染料，其可注射到體內且累積于癌細胞中。熒光染料充當造影劑。如果利用 合適波長的光使這種熒光染料隨后被激發，則可檢測局部發出的光。基于所發出的光，可確 定癌的大小和定位。因而提供用于檢測和定位乳腺癌的有力方法。在檢查的渾濁介質中熒 光造影劑的動態性質(即，造影劑的洗入(wash-in)和洗出(wash-out))提供了由處于特 定時間點的熒光圖像所提供的靜態信息之外的額外信息。但是，這種動態性質的相關時間 常數可為大約幾分鐘，需要快速測量。在常規裝置中對渾濁介質內部成像進行的測量需要 長時間間隔且因此不適于確定可從造影劑動態性質進行收集的額外信息。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種能以快速且有效的方式檢測接納部分中不希望的不 均勻性且能確定待檢查的渾濁介質中造影劑的動態性質的方法、裝置和計算機程序產品。 應防止在待檢查的渾濁介質與接納部分之間的空間中存在不希望的不均勻性的情況下進 行對渾濁介質內部成像的測量。應確保對渾濁介質內部進行成像的實際測量并不包含由于 不希望的不均勻性所造成的偽像和測量誤差。由根據權利要求1所述的方法來解決這個目的。提供用于對渾濁介質內部進行成 像的裝置的控制方法。該方法用于下面這樣的裝置，該裝置包括接納部分，其用于接納待5檢查的渾濁介質；至少一個光源，其光學地連接到接納部分以輻照該接納部分的內部；以 及至少一個檢測器，其光學地連接到該接納部分以檢測從該接納部分內部發出的光；該至 少一個光源與該至少一個檢測器光學地連接到該接納部分以使得在整個測量過程中形成 多個不同的源-檢測器位置組合，該多個不同的源-檢測器位置組合限定了通過接納部分 的不同光路徑。該方法包括快速測量步驟，在該快速測量步驟中生成對應于多個源-檢測 器位置組合中僅一部分的減小的數據集合以提供關于接納部分內部的快速信息。由于執行快速測量，其中僅生成減小的數據集合，所以可在執行實際測量之前快 速且有效地檢測不均勻性。因此，如果存在不均勻性，它們可在實際測量開始之前被移除， 且并不通過存在不希望的不均勻性的方式來執行耗時的實際測量。因此，能夠防止包含 由這些不均勻性所造成的偽像和測量誤差的實際測量。另外，由于快速測量僅使用多個 源_檢本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于對渾濁介質內部進行成像的裝置的控制方法，所述裝置包括：接納部分（２），其用于接納待檢查的渾濁介質（１）；至少一個光源（６），其光學地連接到所述接納部分（２）以輻照所述接納部分（２）的內部；以及至少一個檢測器（７），其光學地連接到所述接納部分（２）以檢測從所述接納部分（２）內部發出的光；所述至少一個光源（６）和所述至少一個檢測器（７）光學地連接到所述接納部分（２）使得在整個測量過程中形成多個不同的源－檢測器位置組合，該多個源－檢測器位置組合限定了穿過該接納部分（２）的不同光路徑；其中所述方法包括快速測量步驟，在快速測量步驟中生成對應于多個源－檢測器位置組合的僅一部分的減小的數據集合以提供關于所述接納部分（２）內部的快速信息。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】EP 2007-11-5 07119956.6;EP 2008-6-4 08157553.2一種用于對渾濁介質內部進行成像的裝置的控制方法，所述裝置包括接納部分(2)，其用于接納待檢查的渾濁介質(1)；至少一個光源(6)，其光學地連接到所述接納部分(2)以輻照所述接納部分(2)的內部；以及至少一個檢測器(7)，其光學地連接到所述接納部分(2)以檢測從所述接納部分(2)內部發出的光；所述至少一個光源(6)和所述至少一個檢測器(7)光學地連接到所述接納部分(2)使得在整個測量過程中形成多個不同的源-檢測器位置組合，該多個源-檢測器位置組合限定了穿過該接納部分(2)的不同光路徑；其中所述方法包括快速測量步驟，在快速測量步驟中生成對應于多個源-檢測器位置組合的僅一部分的減小的數據集合以提供關于所述接納部分(2)內部的快速信息。2.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述快速測量步驟中，比較由所述至少一個檢 測器(7)所檢測的光的強度與預期強度，且基于這個比較來確定在所述接納部分(2)中是 否存在不希望的不均勻性(10，11)。3.根據權利要求2所述的方法，其中向所述用于對渾濁介質內部進行成像的裝置的操 作者提供所檢測的強度與所述預期強度之間比較的圖形表示。4.根據權利要求3所述的方法，其中提供所述圖形表示使得其表示不希望的不均勻性 存在于所述接納部分中的哪個位置。5.根據權利要求1所述的方法，其中執行所述快速測量步驟以確定位于所述渾濁介質 (1)中的造影劑的動態性質或者確定在所述接納部分(2)中是否存在不希望的不均勻性。6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中在不同時間執行產生減小的數據集 合的多個快速測量步驟。7.一種用于對渾濁介質內部進行成像的裝置，所述裝置包括接納部分(2)，其用于接納待檢查的渾濁介質(1)；至少一個光源(6)，其光學地連接到所述接納部分(2)以輻照所述接納部分(2)的內 部；以及至少一個檢測器(7)，其光學地連接到所述接納部分(2)以檢測從所述接納部分(2)內 部發出的光；所述至少一個光源(6)與所述至少一個檢測器(7)光學地連接到所述接納部分(2)使 得在整個測量過程中形成多個不同的源_檢測器位置組合，這些不同的源_檢測器位置組 合限定了通過所述接納部分(2)的不同光路徑；其中所述裝置還包括控制單元(8)，所述控制單元(8)適于控制所述裝置以使得在快速測量步驟中生成對應于多個源_檢測器位置組合的僅一部分的減小的數據集 合，以提供關于所述接納部分⑵內部的快速信息。8.根據權利要求7所述的裝置，其中所述接納部分(2)包括...

【專利技術屬性】
技術研發人員：LP巴克，BJ布倫德爾，R哈伯斯，MB范德馬克，
申請(專利權)人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：NL[荷蘭]