BR112021011759A2 - Mamógrafo óptico usando infravermelho próximo em geometria de refletância difusa - Google Patents

Abstract

MAMÓGRAFO ÓPTICO USANDO INFRAVERMELHO PRÓXIMO EM GEOMETRIA DE REFLETÂNCIA DIFUSA. A invenção se refere a um dispositivo para formar imagens de mamografia para analisar e detectar possíveis inomogeneidades no tecido mamário de uma paciente usando luz de laser infravermelho próximo em geometria de refletância difusa, o dispositivo compreendendo um suporte horizontal da paciente que compreende pelo menos uma janela transparente em sua seção transversal; e meios de medição dispostos sob a pelo menos uma janela transparente e mantidos pelo suporte, os meios de medição compreendendo: meios para gerar feixes de luz de laser infravermelho próximo; meios para direcionar os feixes de luz de laser em direção a pelo menos uma janela transparente; pelo menos um filtro de comprimento de onda; meios para sensorear luz e gerar imagens; e uma unidade para controlar, processar e padronizar as imagens.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: “MAMÓGRAFO

ÓPTICO USANDO INFRAVERMELHO PRÓXIMO EM GEOMETRIA DE REFLETÂNCIA DIFUSA” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção se refere a um dispositivo de formação de imagem mamográfica para análise e detecção de possíveis inomogeneidades no tecido mamário que podem ser causadas por diferentes patologias neoplásicas, usando laser infravermelho próximo em geometria de refletância difusa.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] É bem sabido que as mamografias podem salvar vidas se o câncer de mama for detectado precocemente. Para tanto, existem diversos dispositivos de análise do tecido mamário e detecção de inomogeneidades, se houver.

[003] A principal desvantagem dos dispositivos conhecidos usados para mamografias é que eles apresentam uma especificidade relativamente baixa e baixa sensibilidade. O tecido mamário normal pode ocultar um tumor, que pode não ser percebido por tais dispositivos, o que provê um diagnóstico descrito como um falso negativo (baixa sensibilidade). Além disso, esses dispositivos podem identificar alguma anormalidade que pode parecer um tumor, mas que pode acabar não sendo, o que é descrito como um falso positivo (baixa especificidade).

[004] Os dispositivos mais usados atualmente para detecção de inomogeneidades no tecido mamário ou em mamografias usam radiação ionizante de raios X, o que impede o uso contínuo dos ditos dispositivos para monitorar a evolução de doenças devido à exposição à radiação. Além disso, os ditos dispositivos geralmente implicam na compressão das mamas da paciente, o que é uma experiência bastante traumática para as pacientes em geral.

[005] Em função do exposto, têm sido desenvolvidos dispositivos alternativos aos tradicionalmente usados, como os que usam radiação com comprimentos de onda infravermelhos.

Esse tipo de dispositivo permite um melhor monitoramento da doença, bem como exames regulares com a frequência que o médico considerar necessária, uma vez que a radiação infravermelha não é ionizante e, portanto, não oferece riscos para a paciente. Os ditos dispositivos que utilizam luz infravermelha podem ainda ser usados em situações onde os raios X não são recomendados, por exemplo, para monitoramento contínuo, avaliação de mulheres grávidas, etc.

[006] Existem vários dispositivos no atual estado da técnica que utilizam luz infravermelha ou radiação, entre aqueles, o dispositivo descrito no pedido de patente US 2002/045833 A1, direcionado a um dispositivo médico de formação de imagem para diagnóstico e, em particular, a um mamógrafo usando um laser infravermelho próximo como fonte de radiação. O dito aparelho consiste em uma matriz de sensores CCD disposta na forma de um anel em que uma linha de medições é feita por vez para cada posição do anel; isso significa que não envolve a imagem de campo completo, mas uma série de dados que devem ser processados de forma adequada para reconstruir uma imagem.

[007] Além disso, o pedido de patente WO 2018/132908 A1 é direcionado a um dispositivo portátil para varredura de tecido humano através de espectroscopia óptica de difusão que compreende meios para emitir radiação eletromagnética em um ou mais comprimentos de onda correspondentes à absorção associada a um ou mais constituintes de tecido humano, meios para detecção de radiação eletromagnética e meios de processamento para produzir, em resposta à radiação eletromagnética recebida, uma ou mais imagens do tecido humano. Porém, são usados arranjos de CCD lineares que medem a intensidade luminosa linha a linha, além de ser um processo lento (limitado pela velocidade com que a cabeça de medição pode ser movida manualmente), sujeito a erros de operação.

Além disso, esse dispositivo não produz uma imagem 2D completa da área a ser explorada em apenas um uso.

[008] Finalmente, o pedido de patente US 2016/0139039 A1 é direcionado a um sistema de formação de imagem que inclui uma câmera infravermelha que é sensível à luz de comprimentos de onda na região do infravermelho próximo, uma unidade de iluminação que emite feixes de luz com múltiplos comprimentos de onda em uma região infravermelha que inclui os comprimentos de onda aos quais a câmera infravermelha é sensível; e uma unidade de controle que controla a captura de uma imagem pela câmera infravermelha e a emissão de um feixe de luz pela unidade de iluminação. No entanto, grandes fontes de LED são usadas neste dispositivo, o que impede a obtenção de informações em profundidade e apenas registra um mapa da superfície. Além disso, no caso das mamas, é necessária a compressão entre as placas.

[009] Portanto, existe a necessidade de um dispositivo que evite a compressão da mama a ser analisada e, portanto, a situação traumática associada ao mesmo, de forma a melhorar substancialmente o conforto da paciente, e que permita a produção de imagens em campo total da área a ser analisada, em alta velocidade.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0010] Com base no exposto, esta invenção provê um dispositivo de formação de imagem mamográfica que permite a obtenção de imagens de campo total da área a ser analisada e não envolve compressão da mama, usando geometria de refletância difusa e, assim, superando os problemas mencionados acima.

[0011] Para os fins desta invenção, as expressões “luz de laser”, “feixes de luz”, “feixes de luz de laser”, “luz

NIR”, “feixes de luz NIR” e variações das mesmas serão usadas indistintamente, significando em todos os casos feixes de luz coerentes emitidos com comprimento de onda do infravermelho próximo.

[0012] Portanto, o objeto desta invenção é um dispositivo de formação de imagem para analisar e detectar possíveis inomogeneidades no tecido mamário de uma paciente usando luz de laser no infravermelho próximo em geometria de refletância difusa, em que o dito dispositivo compreende: - um suporte horizontal da paciente que compreende pelo menos uma janela transparente em sua seção transversal; - meios de medição abaixo da pelo menos uma janela transparente e carregados pelo dito suporte, em que os meios de medição compreendem: - meios de produção de luz de laser para produzir feixes de luz de laser no infravermelho próximo; - meios de direcionamento de luz para direcionar os ditos feixes de luz de laser em direção a pelo menos uma janela transparente; - pelo menos um filtro de comprimento de onda; - meios de sensoreação de luz e formação de imagem para sensorear luz e produzir imagens; e

- uma unidade de controle, processamento e normalização para controlar, processar e normalizar as imagens.

[0013] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o suporte é uma maca em que a paciente se deita em posição de decúbito ventral.

[0014] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma janela é feita de um material transparente.

[0015] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma janela apresenta superfícies superior e inferior planas e paralelas.

[0016] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma janela é feita de vidro ou um polímero transparente.

[0017] Em uma modalidade preferida da presente invenção, os meios reguladores de luz são colocados abaixo de pelo menos uma janela e afixados no suporte.

[0018] Em uma modalidade ainda mais preferida da presente invenção, os meios reguladores de luz compreendem um diafragma.

[0019] Em uma modalidade preferida da presente invenção, os meios de produção de luz de laser no infravermelho próximo compreendem pelo menos dois produtores de luz de laser de comprimentos de onda diferentes.

[0020] Em uma modalidade ainda mais preferida da presente invenção, são usados dois produtores de luz laser, colocados de forma que os feixes de luz de laser produzidos sejam perpendiculares entre si.

[0021] Em uma modalidade ainda mais preferida da presente invenção, um divisor de feixe é colocado de modo que os ditos feixes perpendiculares entre si incidam colinearmente nos meios de direcionamento de luz.

[0022] Em uma modalidade ainda mais preferida da presente invenção, os meios reguladores de intensidade de luz para regular a intensidade dos feixes de luz de laser são colocados, preferivelmente um atenuador variável, na frente de cada um dos meios de produção de luz de laser.

[0023] Em uma modalidade preferida da presente invenção, os meios de direcionamento de luz compreendem um scanner galvanométrico.

[0024] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o pelo menos um filtro de comprimento de onda é um filtro interferométrico.

[0025] Em uma modalidade preferida da presente invenção, os meios de sensoreação de luz e formação de imagem compreendem uma câmera CCD de alta sensibilidade que tira uma imagem de campo completo.

[0026] Em uma modalidade ainda mais preferida da presente invenção, a câmera CCD de alta sensibilidade é uma câmera CCD 2D.

[0027] Em uma modalidade ainda mais preferida da presente invenção, uma tampa para isolar a luz ambiente é disposta entre a pelo menos uma janela transparente e os meios de sensoreação de luz e formação de imagem.

[0028] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a unidade de controle, processamento e normalização de imagem: a) elimina o ruído das imagens produzidas pelos meios de sensoreação de luz e formação de imagem; b) determina a posição dos feixes de luz e corta uma área de interesse em torno dos mesmos; c) cria uma imagem de referência com recortes; d) normaliza recortes usando a imagem de referência; e e) reconstrói imagens reposicionando os recortes normalizados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0029] A Figura 1 é uma vista esquemática simplificada do dispositivo da presente invenção.

[0030] A Figura 2 é uma vista esquemática detalhada do dispositivo da presente invenção.

[0031] A Figura 3 é uma vista esquemática detalhada do dispositivo da presente invenção aplicado a fantomas.

[0032] A Figura 4 mostra resultados experimentais aplicados a fantomas usando o arranjo da Figura 3.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0033] A presente invenção será descrita em mais detalhes abaixo, com referência às figuras anexas que ilustram modalidades exemplificativas da invenção, que não devem ser interpretadas como limitantes.

[0034] Os mesmos números de referência são usados em cada figura para cada elemento do dispositivo da invenção.

[0035] A Figura 1 mostra uma vista esquemática simplificada de uma modalidade do dispositivo da presente invenção, em que podem ser observados uma paciente 1 e suas mamas 1’, uma maca 2, meios de produção de luz de laser 3 para produzir feixes de luz de laser, meios de sensoreação de luz e formação de imagem 4 para sensoreação de luz e formação de imagem e uma janela transparente 5.

[0036] Na dita Figura 1, a paciente 1 pode ser observada em uma posição de decúbito ventral na maca 2, com as mamas apoiadas na janela transparente 5. O uso da janela transparente 5 evita a compressão da mama entre duas placas, o que é típico de dispositivos mamográficos tradicionais, e o conforto da paciente 1 é substancialmente melhorado, uma vez que a única compressão em suas mamas 1’ vem do próprio peso corporal da paciente 1. A janela transparente 5 tem duas superfícies planas, uma superfície superior e uma superfície inferior, paralelas e opostas uma à outra. Além disso, a dita janela 5 ajuda a prover uma superfície plana da mama a ser analisada, o que ajuda a melhorar a resolução de uma imagem 2D das áreas de interesse das mamas, uma vez que a superfície da mama 1’ fica plana ao repousar sobre superfície superior da janela 5, tornando desnecessária a realização de correções devido à curvatura da superfície 1’ da mama.

[0037] Além disso, os meios de medição abaixo da maca 2 que compreendem os meios de produção de luz de laser 3 e os meios de sensoreação de luz e formação de imagem 4 são mostrados de uma maneira muito simplificada. Os ditos meios de produção de luz de laser 3 e meios de sensoreação de luz e formação de imagem 4 compreendem, respectivamente, produtores de luz de laser, que emitem no infravermelho próximo, e uma câmera CCD 2D ou bidimensional que permite tirar imagens de campo total, isto é, permite produzir uma imagem de toda a superfície para ser analisada em uma única tomada. Os ditos meios são posicionados em geometria de refletância difusa, assim, o fenômeno pelo qual o dispositivo da presente invenção opera é a refletância de luz, isto é, a luz entra pela mesma face pela qual ela sai. Esses meios de produção de luz de laser 3 e meios de sensoreação de luz e formação de imagem 4 serão descritos em mais detalhes abaixo, juntamente com a Figura 2.

[0038] A Figura 2 mostra uma vista esquemática detalhada do dispositivo da presente invenção que compreende meios de produção de luz de laser 3, meios de sensoreação de luz e formação de imagem 4, uma janela transparente 5, meios de direcionamento de luz 6 para direcionar os ditos feixes de luz, meios reguladores de luz 7, um filtro de comprimento de onda 8, uma tampa 9, dois atenuadores variáveis 10 como meios reguladores de intensidade de luz para regular a intensidade dos feixes de luz, um divisor de feixe de luz 11 e uma unidade de controle, processamento e normalização de imagem 12 para controlar, processar e normalizar imagens.

[0039] Os meios de produção de luz de laser 3 compreendem dois produtores de luz de laser que emitem feixes de luz coerentes (mostrados em linhas contínuas nas Figuras 2 e 3) em diferentes comprimentos de onda dentro do intervalo de comprimento de onda correspondente ao infravermelho próximo (NIR). Os ditos produtores de luz de laser são posicionados de modo que os feixes de luz NIR sejam perpendiculares entre si e operem de forma independente e sequencial. Deve-se mencionar que são usados dois produtores de luz de laser, com diferentes comprimentos de onda do infravermelho próximo para distinguir, nas imagens obtidas, o diferencial de absorção entre a oxi-hemoglobina e a desoxi- hemoglobina, que apresentam picos de absorção nos referidos diferentes comprimentos de onda. Isso gera uma saturação de oxigênio por meio de uma técnica conhecida como espectroscopia de absorção óptica diferencial (DOAS). Isso é particularmente importante do ponto de vista do diagnóstico, uma vez que a distribuição da saturação de oxigênio é um fator de diferenciação entre tumores malignos e benignos. Geralmente, os tumores benignos apresentam saturação homogênea de oxigênio em sua superfície, enquanto os tumores malignos apresentam uma zona hipóxica em seu centro sem oxigênio.

[0040] O meio de sensoreação de luz e formação de imagem 4 compreende uma câmera CCD de alta sensibilidade, preferivelmente uma câmera CCD 2D. A dita câmera CCD incorpora uma óptica que permite medir a intensidade do raio de toda a superfície 2D da mama 1’, quando a paciente 1 está em posição de decúbito ventral, como uma única fotografia da luz NIR refletida por cada posição do feixe de luz de laser.

Deve-se mencionar que não é possível fazer isso com um arranjo linear de câmeras ou sensores CCD, pois é necessário fazer a varredura de toda a área, capturando linha por linha.

Ou seja, a principal vantagem de usar um CCD 2D com óptica de produção de imagem é que toda a área de interesse é medida em apenas uma tomada por posição do laser. É ainda possível obter várias imagens de cada posição em rápida sucessão, de modo a melhorar a faixa dinâmica com um algoritmo de alta faixa dinâmica (HDR) e melhorar a razão sinal-ruído. A dita câmera também pode compensar a posição e o tamanho da mama apoiada na janela transparente 5.

[0041] Um atenuador variável 10 é posicionado na frente de cada um dos meios de produção de luz de laser 3, reduzindo a intensidade dos ditos feixes de luz conforme necessário, a fim de regular a intensidade da luz de laser que incide na mama 1’ da paciente 1 e compensar as diferentes absorções relativas, de forma a não saturar os detectores das câmeras.

Como mencionado acima, os ditos meios de produção de luz de laser 3 são posicionados de modo que os feixes de luz, com comprimento de onda infravermelho próximo, sejam perpendiculares entre si e operem sequencialmente e de forma independente, isto é, um deles incide primeiro, e então o outro. A fim de garantir que os ditos feixes de luz incidam no mesmo ponto ou área da janela transparente 5 e, portanto, da mama 1’, de modo que as imagens produzidas pela câmera CCD 2D não sejam deslocadas em relação umas às outras, um divisor de feixe de luz é colocado, o que faz com que os feixes incidam colinearmente no meio de direcionamento de luz 6. O dito meio de direcionamento de luz 6 compreende um scanner galvanométrico que direciona os feixes de luz NIR, de forma independente, para a mesma área na janela transparente 5 e examina a área a ser analisada. O dito scanner galvanométrico compreende um sistema de posicionamento que permite que a área de incidência dos feixes de luz produzidos seja alterada, que também é a única parte móvel do dispositivo da presente invenção. Duas imagens são tiradas com a câmera CCD 2D para cada posição do scanner, uma para cada luz de laser de comprimento de onda diferente, para então mudar para uma nova posição, tirar as imagens correspondentes e assim por diante até que toda a área a ser analisada seja coberta.

[0042] Os meios reguladores de luz 7 são montados na maca 2 e posicionados abaixo da janela transparente 5, os ditos meios compreendendo um diafragma capaz de regular a quantidade de luz que entra na janela 5 de modo a incidir na área de interesse da mama 1’ e que existe a dita janela 5, devido à reflexão da luz, de modo a ser recebida pela câmera CCD 2D.

[0043] A luz NIR direcionada pelo scanner galvanométrico incide na área de interesse da mama 1’, uma parte dela sendo refletida e a outra parte sendo propagada para a mama 1’. A propagação da luz NIR ao encontrar qualquer possível inomogeneidade na mama 1’, seja um tumor ou um cisto, será afetada ao sair da mama 1’ devido ao transporte dentro da dita inomogeneidade. Se a inomogeneidade for mais absorvente, como pode ser um tumor, uma luz de menor intensidade sairá da dita mama 1’ devido à absorção adicional pela dita inomogeneidade. Se a inomogeneidade for menos absorvente, como pode ser um cisto, a luz sairá da dita mama

1’ com uma intensidade maior. Esse comportamento de intensidade dos feixes de luz refletidos é esperado, pois os tumores são mais absorventes, pois, devido à neovascularização, apresentam maior irrigação sanguínea, o que os torna mais escuros. Pelo contrário, os cistos são quase translúcidos e a luz infravermelha pode passar facilmente por eles.

[0044] Como a propagação da luz NIR quando ela entra na mama 1’ não é em linha reta, mas difusamente, por causa de vários processos de dispersão, a queda severa de intensidade da luz refletida conforme ela se afasta da fonte, e a natureza ruidosa das imagens, variações sutis nas imagens devido à presença de possíveis inomogeneidades no tecido mamário podem ser difíceis de perceber. Além disso, as ditas possíveis inomogeneidades podem ter propriedades ópticas que não diferem muito daquelas do ambiente circundante, tornando assim as inomogeneidades mais difíceis de detectar. Para solucionar os problemas acima, é possível aplicar vários marcadores fluorescentes e/ou absorventes que se ligam especificamente a tumores, como o verde de indocianina (ICG) e as nanopartículas de ouro (GNR).

[0045] Antes de ser recebida pela câmera CCD 2D, a luz refletida passa por um filtro de comprimento de onda 8, um filtro interferométrico que permite a seleção de determinados comprimentos de onda, útil na caracterização óptica do tecido mamário analisado de modo a melhorar a resolução das imagens produzidas pela câmera CCD. Deve-se destacar que uma cobertura para isolar a luz ambiente é colocada entre a janela transparente 5 e a dita câmera CCD, de forma que a luz ambiente não afete a captura da imagem e não impeça a detecção de inomogeneidades no tecido mamário.

[0046] A unidade de controle, processamento e normalização de imagem 12 para controlar, processar e normalizar as imagens é conectada (linha tracejada nas Figuras 2 e 3), seja por meio de um fio ou sem fio, aos dois produtores de luz de laser, o scanner galvanométrico e a câmera CCD 2D, de modo a controlar cada um deles. A fim de processar, normalizar e reconstruir imagens obtidas pela câmera CCD 2D, a dita unidade 12 executa um método que compreende diferentes etapas. Em uma primeira etapa, o ruído é eliminado das imagens obtidas usando uma imagem de fundo que considera o ruído ambiente e o ruído dos eletrônicos do CCD. Em um segundo estágio, a posição do feixe de luz NIR é determinada para cada imagem, e uma área é recortada em torno da mesma, de forma que a fonte incidente ou feixe de luz NIR seja sempre colocado no centro da área a ser fotografada.

Cada imagem individual obtida no recorte correspondente é menor que a área analisada, e um tamanho de passo é determinado para que a translação seja menor que a imagem das imagens individuais, a fim de obter alguma sobreposição que auxilie na reconstrução final e na redução do ruído. Em uma terceira etapa, como a fonte está sempre localizada no centro de cada imagem, e é esperado que inomogeneidades hipotéticas possam estar em posições diferentes em cada imagem, uma imagem média é gerada com cada um dos recortes obtidos na etapa anterior, em que a presença de possíveis inomogeneidades é turva. A dita imagem média serve de referência para normalização. Em uma quarta etapa, cada um dos recortes é normalizado usando a imagem média da etapa anterior. Essa normalização é necessária para homogeneizar a exposição de toda a área explorada e destacar a presença de possíveis inomogeneidades. Em uma quinta e última etapa, as imagens normalizadas e recortadas são reposicionadas em sua posição original, reconstruindo uma imagem de campo completo normalizada onde a presença de inomogeneidades pode ser avaliada e áreas de tumor e cisto podem ser distinguidas do resto do tecido saudável do tecido a ser analisado.

[0047] O conjunto de características descritas até o momento implica que as medições em campo total possam ser realizadas de forma mecânica rápida e simples, sendo o scanner galvanométrico, responsável por reposicionar a fonte de luz de laser, a única parte móvel do sistema. A câmera CCD e o arranjo óptico para a produção de imagens são completamente estáticos. Como resultado, a obtenção dos dados leva um período de tempo muito curto, cerca de alguns segundos por posição e não mais do que 5 a 10 minutos para a tomada completa. Graças à unidade de controle, processamento e normalização de imagem 12, é obtida uma imagem topológica da concentração de oxi/desoxi-hemoglobina e/ou meio de contraste, que pode ser interpretada diretamente por um médico. A dita imagem pode ser repetida quantas vezes o médico julgar necessário, pois a radiação infravermelha não oferece riscos ao paciente e não tem influência sobre o dispositivo; assim, é possível reduzir a quantidade de resultados falso-positivos, típicos dos mamógrafos tradicionalmente utilizados. Além disso, com o dispositivo da presente invenção, não há necessidade de infraestrutura de segurança que é essencial para instalações de raios-X, o que reduz os custos consideravelmente. Todo o sistema de medição é autônomo sob a maca e, devido à geometria proposta; a compressão da mama é evitada graças ao uso da janela transparente, mais confortável e menos traumática para as pacientes.

[0048] A Figura 3 mostra uma vista esquemática dos vários componentes da modalidade da Figura 2 aplicada a um teste com um fantoma 13 que tem uma inclusão 14 e áreas 15 para propagação de fótons.

[0049] Os fantomas são meios artificiais que emulam as propriedades ópticas de tecidos biológicos, por exemplo, tecido mamário. O fantoma 13 mostrado na Figura 3 apresenta uma inclusão 14 ou objeto estranho e áreas 15 com um perfil em forma de banana ou meia-lua, que representam os trajetos mais prováveis da luz dentro do meio, com base na posição da fonte (escolhida pelo sistema de posicionamento do scanner galvanométrico) e o ponto de saída (um pixel na imagem 2D produzida pela câmera CCD). Como mencionado acima com referência à propagação da luz NIR ao encontrar um objeto absorvente, neste caso, a inclusão 14 dentro do fantoma 13 afetará a propagação da luz dentro das áreas em forma de banana 15 que passam por ele. Como consequência, a luz que sai do meio será menos intensa nos pixels que irão compor as imagens do ponto final dessas áreas em forma de banana. Por outro lado, um objeto fluorescente, além de se comportar como um objeto absorvente, irá reemitir luz em um comprimento de onda diferente.

[0050] As áreas 15 com perfil em forma de banana que são afetadas pela inclusão 14 dependem da posição dessa inclusão, tanto no plano xy, que é paralelo à janela transparente 5, quanto na profundidade z, que é uma direção ortogonal ao dito plano xy e a posição da fonte incidente ou feixe de luz NIR. Essa dependência pode então ser usada para inferir a posição da inclusão no espaço 3D. Consequentemente, a refletância de campo completo pode prover informações de profundidade primárias.

Resultados experimentais

[0051] A Figura 4 mostra os resultados experimentais obtidos após a normalização, descrita acima, de imagens obtidas de fantomas usando o arranjo da Figura 3 e apenas uma posição da fonte. A dita Figura 4 mostra imagens de absorção normalizadas de três fantomas diferentes com uma inclusão localizada a 2,1 cm da fonte no plano xy, mas em três profundidades analisadas diferentes: (a) z = 1,35 cm, (b) z = 1,55 cm e (c) z = 1,75 cm.

[0052] Pode-se observar que, embora o contraste (modulação) seja baixo, a presença de inclusão é vista de forma inequívoca até, pelo menos, uma profundidade z = 1,75 cm. É importante mencionar que o sinal na imagem correspondente à inclusão está bem localizado e definido.

Como esperado, a razão sinal-ruído diminui à medida que a profundidade aumenta. No entanto, deve-se destacar que, nessas imagens, o tamanho aparente e o local de inclusão são em sua maioria mantidos constantes. Na dita Figura 4, valores em torno de 1, na escala de cores de intensidade normalizada ao lado de cada imagem, implicam que não há diferença com o tecido homogêneo. Por outro lado, áreas com modulação menor que 1 significam que menos fótons atingiram o detector do que se o meio fosse homogêneo, o que revela a presença de uma inclusão mais absorvente do que o tecido homogêneo do fantoma.

Claims (18)

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de formação de imagem para analisar e detectar possíveis inomogeneidades no tecido mamário de uma paciente usando luz de laser no infravermelho próximo em geometria de refletância difusa, o dito dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende: - um suporte horizontal da paciente que compreende pelo menos uma janela transparente em sua seção transversal; - meios de medição abaixo da pelo menos uma janela transparente e carregados pelo dito suporte, em que os meios de medição compreendem: - meios de produção de luz de laser para produzir feixes de luz de laser no infravermelho próximo; - meios de direcionamento de luz para direcionar os ditos feixes de luz de laser em direção a pelo menos uma janela transparente; - pelo menos um filtro de comprimento de onda; - meios de sensoreação de luz e formação de imagem para sensorear luz e produzir imagens; e - uma unidade de controle, processamento e normalização para controlar, processar e normalizar as imagens.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte é uma maca em que a paciente fica em posição de decúbito ventral.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma janela é feita de um material transparente.

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma janela apresenta superfícies superior e inferior planas e paralelas.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 3 e 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma janela é feita de vidro ou um polímero transparente.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que meios reguladores de luz são colocados abaixo de pelo menos uma janela e montados no suporte.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os meios reguladores de luz compreendem um diafragma.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de produção de luz de laser no infravermelho próximo compreendem pelo menos dois produtores de luz de laser de comprimentos de onda diferentes.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que dois produtores de luz de laser são colocados de modo que os feixes produzidos sejam perpendiculares um ao outro.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um divisor de feixe é colocado de modo que os ditos feixes perpendiculares entre si incidam colinearmente nos meios de direcionamento de luz.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que meios reguladores de intensidade de luz para regular a intensidade dos feixes de luz de laser são colocados na frente de cada um dos meios de produção de luz de laser.

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que os meios reguladores de intensidade de luz compreendem um atenuador variável.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de direcionamento de luz compreendem um scanner galvanométrico.

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um filtro de comprimento de onda é um filtro interferométrico.

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de sensoreação de luz e formação de imagem compreendem uma câmera CCD de alta sensibilidade.

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a câmera CCD de alta sensibilidade é uma câmera CCD 2D.

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma tampa para isolar a luz ambiente é disposta entre a pelo menos uma janela transparente e os meios de sensoreação de luz.

18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle, processamento e normalização de imagem: a) elimina o ruído das imagens produzidas pelos meios de sensoreação de luz e formação de imagem; b) determina a posição dos feixes de luz e corta uma área de interesse em torno dos mesmos; c) cria uma imagem de referência com recortes; d) normaliza recortes usando a imagem de referência; e e) reconstrói imagens reposicionando os recortes normalizados.