用于对浑浊介质内部进行成像的装置的控制方法、用于对浑浊介质内部进行成像的装置以及计算机程序产品制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种对浑浊介质内部进行成像的装置的控制方法。该装置包括：接纳部分（２），其用于接纳待检查的浑浊介质（１）；至少一个光源（６），其光学地连接到该接纳部分（２）以辐照该接纳部分（２）的内部；以及至少一个检测器（７），其光学地连接到该接纳部分（２）以检测从该接纳部分（２）内部发出的光。至少一个光源（６）和至少一个检测器（７）光学地连接到该接纳部分（２）以使得在整个测量过程中形成多个不同的源－检测器位置组合。不同的源－检测器位置组合限定了通过该接纳部分（２）的不同光路径。该方法包括快速测量步骤，在该快速测量步骤中生成对应于多个源－检测器位置组合的仅一部分的减小的数据集合以提供关于所述接纳部分（２）内部的快速信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对浑浊介质内部进行成像的装置的控制方法、用于对浑浊介质内 部进行成像的装置以及计算机程序产品。
技术介绍
在本申请的技术方案下，术语浑浊介质应被理解为表示这样的物质，该物质包括 具有高光散射系数的材料，诸如英脱利匹特(intralipid)溶液或生物组织。另外，光应被 理解为表示波长在400nm至1400nm范围内的电磁辐射。术语“光学性质”涵盖减小的散射 系数s和吸收系数Pa。而且“匹配的光学性质”应被理解为具有类似的减小的散射系 数s和类似的吸收系数Pa。近年来，开发了用于检查浑浊介质(例如，女性乳房组织)的若干方法和装置。特 别地，开发了用于检测和分析乳腺癌的新装置且改进了现有技术。乳腺癌是最常发的癌症 类型之一在2002年，例如，在世界上超过110万妇女被诊断患有乳腺癌且超过41万妇女 死于乳腺癌。开发了通过使用光对浑浊介质内部进行成像的若干类型的装置。这些装置的 实例是乳房X线照相装置和用于检查人体或动物体的其它部分的装置。用于对浑浊介质内 部进行成像的方法的突出实例是扩散光层析成像(DOT)。特别地，这种装置试图用于在体内 定位女性身体乳房一部分的乳腺组织的不均勻性。恶性肿瘤是这种不均勻性的一种实例。 这些装置试图在不均勻性仍较小时检测这些不均勻性使得例如可在早期检测到癌。这些装 置的特定优点在于，患者无须暴露于利用电离辐射(例如，X射线)进行检查的风险。W0 00/56206 A1公开了一种对浑浊介质内部进行成像的装置，其使用光源来辐照 浑浊介质且使用光检测器来测量通过浑浊介质传输的光的一部分。提供控制单元来基于测 量强度来重建浑浊介质内部的图像。所公开的装置特别适于检查女性乳房。为了允许检查 浑浊介质，该装置具备作为接纳部分的容器，接纳部分封闭一测量体积且被布置成接纳该 浑浊介质。用于检查浑浊介质的光必须从光源透射到浑浊介质且从浑浊介质透射到光检测 器。由于待检查的浑浊介质的不同大小，用于接纳浑浊介质的容器的大小并不完美地匹配 浑浊介质的大小，即，在容器与浑浊介质之间留有空间。耦合到光源的多个光路径和耦合到 光检测器的多个光路径横跨(across)容器壁分布，即，充当导光体的光纤端部连接到容器 壁。光源随后从不同方向辐照浑浊介质且光检测器测量通过浑浊介质透射的光的一部分。 利用从不同方向导向至浑浊介质的光来执行多个这样的测量，且基于测量结果，由控制单 元重建所检查的浑浊介质的图像。从美国专利5，907，406获知一种用于至少从光源向浑浊介质传导由光源生成的 光能的光学匹配介质，其中浑浊介质由光源所生成的光能的至少一部分所辐照。该已知的 光学匹配介质可用于通过扩散光层析成像来对诸如生物组织的浑浊介质内部进行成像。在 医疗诊断中，例如可使用匹配介质来对女性乳房内部进行成像。在这种情况下，浑浊介质的 至少一部分(在此情况下为女性乳房)可容纳于接纳体积中。4在美国专利5，907，406中，由杯状壁部分界定接纳体积。但这并非总是必需的。在 接纳体积内，所调查研究的浑浊介质的部分由匹配介质包围。来自光源的光耦合进入到接 纳体积内且耦合进入到浑浊介质内。选择光使得其能通过浑浊介质传播。为了对女性乳房 内部进行成像，通常使用波长范围在400nm至1400nm内的光。由于光耦合进入接纳体积内， 所以从浑浊介质发出的散射光从接纳体积耦合出来。使用从接纳体积耦合出来的光来重建 浑浊介质内部的图像。选择匹配介质使得匹配介质的光学参数(诸如吸收和散射系数)基 本上与浑浊介质的相应光学参数相同。以此方式，可减小由于光边界效应造成的伪像，当光 耦合进入到浑浊介质内和从浑浊介质耦合出来时会发生光边界效应。而且，使用匹配介质 来防止浑浊介质周围的接纳体积中发生光短路。当检测到光已经沿着接纳体积内、浑浊介 质外的路径传播且因此未充分地散射和衰减时，发生光短路。在那种情况下，未充分散射和 衰减的检测光的强度可对已经通过浑浊介质路径而散射并衰减的检测光的强度进行矮小 化(dwarf)。已知的用于对浑浊介质内部进行成像的装置包括接纳浑浊介质的接纳部分和用 于填充浑浊介质与接纳部分之间的空间的光学匹配流体。有时在该装置中会出现下面这样 的问题浑浊介质与接纳部分(例如杯状容器)之间的空间未完全充满光学匹配介质。举 例而言，如果存在光学匹配介质不足够的情况，气囊(在大多数情况下将为空气气囊)存在 于接纳部分与浑浊介质之间的空间的上部中。另外，特别地，如果光学匹配介质是光学匹配 流体，气泡可存在于空间的上部中。如果在对浑浊介质内部成像进行测量期间在浑浊介质 与接纳部分之间的空间中存在这种不希望的不均勻性，则会造成重建图像中的伪像和严重 测量误差。不希望的不均勻性的存在仅在测量和结果评估之后才变得清楚。因此，必须再 次执行耗时的测量来实现高准确度的图像。显然，这会造成不便且使对浑浊介质内部所进 行的成像较为昂贵。已开发新办法来通过使用光进一步提高检测乳腺癌方法的准确性。举例而言，开 发了一种荧光染料，其可注射到体内且累积于癌细胞中。荧光染料充当造影剂。如果利用 合适波长的光使这种荧光染料随后被激发，则可检测局部发出的光。基于所发出的光，可确 定癌的大小和定位。因而提供用于检测和定位乳腺癌的有力方法。在检查的浑浊介质中荧 光造影剂的动态性质(即，造影剂的洗入(wash-in)和洗出(wash-out))提供了由处于特 定时间点的荧光图像所提供的静态信息之外的额外信息。但是，这种动态性质的相关时间 常数可为大约几分钟，需要快速测量。在常规装置中对浑浊介质内部成像进行的测量需要 长时间间隔且因此不适于确定可从造影剂动态性质进行收集的额外信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能以快速且有效的方式检测接纳部分中不希望的不 均勻性且能确定待检查的浑浊介质中造影剂的动态性质的方法、装置和计算机程序产品。 应防止在待检查的浑浊介质与接纳部分之间的空间中存在不希望的不均勻性的情况下进 行对浑浊介质内部成像的测量。应确保对浑浊介质内部进行成像的实际测量并不包含由于 不希望的不均勻性所造成的伪像和测量误差。由根据权利要求1所述的方法来解决这个目的。提供用于对浑浊介质内部进行成 像的装置的控制方法。该方法用于下面这样的装置，该装置包括接纳部分，其用于接纳待5检查的浑浊介质；至少一个光源，其光学地连接到接纳部分以辐照该接纳部分的内部；以 及至少一个检测器，其光学地连接到该接纳部分以检测从该接纳部分内部发出的光；该至 少一个光源与该至少一个检测器光学地连接到该接纳部分以使得在整个测量过程中形成 多个不同的源-检测器位置组合，该多个不同的源-检测器位置组合限定了通过接纳部分 的不同光路径。该方法包括快速测量步骤，在该快速测量步骤中生成对应于多个源-检测 器位置组合中仅一部分的减小的数据集合以提供关于接纳部分内部的快速信息。由于执行快速测量，其中仅生成减小的数据集合，所以可在执行实际测量之前快 速且有效地检测不均勻性。因此，如果存在不均勻性，它们可在实际测量开始之前被移除， 且并不通过存在不希望的不均勻性的方式来执行耗时的实际测量。因此，能够防止包含 由这些不均勻性所造成的伪像和测量误差的实际测量。另外，由于快速测量仅使用多个 源_检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对浑浊介质内部进行成像的装置的控制方法，所述装置包括：接纳部分（２），其用于接纳待检查的浑浊介质（１）；至少一个光源（６），其光学地连接到所述接纳部分（２）以辐照所述接纳部分（２）的内部；以及至少一个检测器（７），其光学地连接到所述接纳部分（２）以检测从所述接纳部分（２）内部发出的光；所述至少一个光源（６）和所述至少一个检测器（７）光学地连接到所述接纳部分（２）使得在整个测量过程中形成多个不同的源－检测器位置组合，该多个源－检测器位置组合限定了穿过该接纳部分（２）的不同光路径；其中所述方法包括快速测量步骤，在快速测量步骤中生成对应于多个源－检测器位置组合的仅一部分的减小的数据集合以提供关于所述接纳部分（２）内部的快速信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-11-5 07119956.6;EP 2008-6-4 08157553.2一种用于对浑浊介质内部进行成像的装置的控制方法，所述装置包括接纳部分(2)，其用于接纳待检查的浑浊介质(1)；至少一个光源(6)，其光学地连接到所述接纳部分(2)以辐照所述接纳部分(2)的内部；以及至少一个检测器(7)，其光学地连接到所述接纳部分(2)以检测从所述接纳部分(2)内部发出的光；所述至少一个光源(6)和所述至少一个检测器(7)光学地连接到所述接纳部分(2)使得在整个测量过程中形成多个不同的源-检测器位置组合，该多个源-检测器位置组合限定了穿过该接纳部分(2)的不同光路径；其中所述方法包括快速测量步骤，在快速测量步骤中生成对应于多个源-检测器位置组合的仅一部分的减小的数据集合以提供关于所述接纳部分(2)内部的快速信息。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述快速测量步骤中，比较由所述至少一个检 测器(7)所检测的光的强度与预期强度，且基于这个比较来确定在所述接纳部分(2)中是 否存在不希望的不均勻性(10，11)。3.根据权利要求2所述的方法，其中向所述用于对浑浊介质内部进行成像的装置的操 作者提供所检测的强度与所述预期强度之间比较的图形表示。4.根据权利要求3所述的方法，其中提供所述图形表示使得其表示不希望的不均勻性 存在于所述接纳部分中的哪个位置。5.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述快速测量步骤以确定位于所述浑浊介质 (1)中的造影剂的动态性质或者确定在所述接纳部分(2)中是否存在不希望的不均勻性。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在不同时间执行产生减小的数据集 合的多个快速测量步骤。7.一种用于对浑浊介质内部进行成像的装置，所述装置包括接纳部分(2)，其用于接纳待检查的浑浊介质(1)；至少一个光源(6)，其光学地连接到所述接纳部分(2)以辐照所述接纳部分(2)的内 部；以及至少一个检测器(7)，其光学地连接到所述接纳部分(2)以检测从所述接纳部分(2)内 部发出的光；所述至少一个光源(6)与所述至少一个检测器(7)光学地连接到所述接纳部分(2)使 得在整个测量过程中形成多个不同的源_检测器位置组合，这些不同的源_检测器位置组 合限定了通过所述接纳部分(2)的不同光路径；其中所述装置还包括控制单元(8)，所述控制单元(8)适于控制所述装置以使得在快速测量步骤中生成对应于多个源_检测器位置组合的仅一部分的减小的数据集 合，以提供关于所述接纳部分⑵内部的快速信息。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述接纳部分(2)包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：LP巴克，BJ布伦德尔，R哈伯斯，MB范德马克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]