CN101534702A - 用于光学层析摄影的环境光减少 - Google Patents

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CN101534702A CNA2007800405843A CN200780040584A CN101534702A CN 101534702 A CN101534702 A CN 101534702A CN A2007800405843 A CNA2007800405843 A CN A2007800405843A CN 200780040584 A CN200780040584 A CN 200780040584A CN 101534702 A CN101534702 A CN 101534702A
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Abstract

本发明涉及一种在用于对混浊介质(90)的内部成像的设备(45)中使用的适应介质(100)，用于对混浊介质(90)的内部成像的设备(45)包括：a.用于容纳混浊介质(90)的接收体(60)；b.用于照射所述混浊介质(90)的照射光源(50)；c.用于检测由于照射所述混浊介质(90)而从所述接收体(60)发出的光的光检测器单元(55)。本发明还涉及一种用于对混浊介质(90)的内部成像的设备(45)和一种医学图像采集设备，用于对混浊介质(90)的内部成像的设备(45)和医学图像采集设备包括：a.用于容纳混浊介质(90)的接收体(60)；b.用于照射所述混浊介质(90)的照射光源(50)；c.用于检测由于照射所述混浊介质(90)而从所述接收体(60)发出的光的光检测器单元(55)。本发明的目的是减少来自除照射光源以外的光源的光对测量的影响。根据本发明，该目的由这样的适应介质(100)实现，其包括例如染料的过滤手段，来滤出来自除照射光源(50)以外的光源的光。

Description

用于光学层析摄影的环境光减少
技术领域
本发明涉及一种在用于对混浊介质的内部成像的设备中使用的适应介质，所述用于对混浊介质的内部成像的设备包括：
a.用于容纳混浊介质的接收体；
b.用于照射所述混浊介质的照射光源；
c.用于检测由于照射所述混浊介质而从所述接收体发出的光的光检测器单元。
本发明还涉及一种用于对混浊介质的内部成像的设备，包括：
a.用于容纳混浊介质的接收体；
b.用于照射所述混浊介质的照射光源；
c.用于检测由于照射所述混浊介质而从所述接收体发出的光的光检测器单元。
本发明还涉及一种医学图像采集设备，包括：
a.用于容纳混浊介质的接收体；
b.用于照射所述混浊介质的照射光源；
c.用于检测由于照射所述混浊介质而从所述接收体发出的光的光检测器单元。
背景技术
从美国专利US5,907,406可以获知这种适应介质的实施例。所述已知的适应介质可以用于使用扩散光学层析摄影技术对混浊介质(例如生物组织)的内部成像。在医学诊断中，所述适应介质可以用于对妇女乳腺的内部成像。在该情况下，至少一部分混浊介质(例如妇女乳腺)容纳在接收体中。在所述接收体中，所述混浊介质被所述适应介质包围。来自照射光源的光被耦合进所述接收体，并因此进入所述混浊介质。由于将光耦合进所述接收体而从所述混浊介质发出的光被耦合出所述接收体。被耦合出所述接收体的光用于重建混浊介质的内部的图像。选择所述适应介质，以便所述适应介质的光学参数基本上等于所述混浊介质的光学参数。以此方法，可以减少当光被耦合进和耦合出所述混浊介质时由于光学边界效应产生的图像伪影。
上述这种测量的特点在于从接收体发出的光的水平会非常低，因此这种测量对于来自除照射光源以外的光源的光较为敏感。来自除照射光源以外的光源的光的实例是存在于进行测量的房间里并能够进入所述接收体的环境光。
发明内容
本发明的目的是减少来自除照射光源以外的光源的光对测量的影响。
根据本发明，该目的由一种适应介质实现，所述适应介质包括用于滤出来自除照射光源以外的光源的光的过滤器。
本发明基于这样的认识，即包括在用于混浊介质的接收体中的适应介质表现出“着重于”将已经进入接收体的来自除照射光源以外的光源的光滤出。
本发明的另一优点在于包括过滤器的适应介质消除了在混浊介质和光检测器单元之间的光路中的某处使用“传统”过滤器的需要。这种“传统”过滤器的缺点在于，除了丢弃不期望的信号，它也丢弃一部分期望的测量信号。
根据本发明的适应介质的实施例，其特征在于选择过滤器，以便它吸收来自除照射光源以外的光源的光。该实施例的优点在于，通过将适当的吸收物质添加至适应介质，其尤其易于在液体适应介质中执行。如果如在医学诊断中所进行的那样在用于对妇女乳腺的内部成像的设备中使用本发明，适当的吸收物质的本质特性在于该物质基本上不吸收在用于对妇女乳腺的内部成像的波长范围内的光，而是吸收该波长范围以外的光。至于对妇女乳腺的内部成像，使用650到1400nm波长范围内的光。因此，对于吸收物质来说，所述物质基本上不吸收该波长范围内的光而是吸收400到650nm波长范围内的光是基本上适合的。后面这个波长范围包括电磁光谱的可见部分。如果例如存在于所述设备所处的房间中的环境光能够进入接收体，则来自该部分光谱的光会影响测量。适当的吸收物质的实例有固绿FCF、亮黑BN、绿S和柠檬铁铵绿，或至少两种适当的吸收物质的混合物。
根据本发明的适应介质的另一实施例的特征在于选择过滤器，以便它将来自除照射光源以外的光源的光散射。引入将来自除照射光源以外的光源的光散射的过滤器的结果是，在根据本发明的适应介质里来自除照射光源以外的光源的光所经历的路径要比不包括本发明的适应介质中经历的路径长度长。增加来自除照射光源以外的光源的光在适应介质里经历的路径长度增加了该光在适应介质里被吸收的机会，而该机会取决于所经历的路径长度。适当的扩散物质的实例是在适应介质中微细地散布二氧化钛。在医学诊断中，已知的适应介质已经包括二氧化钛微粒，以扩散测量过程中使用的光。然而，根据本实施例，适应介质包括扩散物质，例如二氧化钛，选择二氧化钛微粒的尺寸以便所述微粒散射来自除照射光源以外的光源的光，而基本上不散射在测量过程中使用的光。在医学诊断中，600nm到1400nm波长范围中的光典型地用于对例如妇女乳腺的内部成像。通过使用具有特征尺寸为例如100nm的二氧化钛微粒，可以形成这种情况，其中具有在测量过程中使用的波长范围(例如典型地用于对例如妇女乳腺的内部成像的600nm到1000nm范围)中的波长的光基本上不被散射，而具有比测量过程中使用的光的波长更短的波长的光经受实际散射。
本发明的目的还通过一种用于对混浊介质的内部成像的设备来实现，包括：
a.用于容纳混浊介质的接收体；
b.用于照射所述混浊介质的照射光源；
c.用于检测由于照射所述混浊介质而从所述接收体发出的光的光检测器单元；
d.根据本发明的任何一个适应介质实施例的适应介质。用于对混浊介质的内部成像的设备从前述任一实施例中获益。
本发明的目的还通过一种用于对混浊介质的内部成像的医学图像采集设备来实现，包括：
a.用于容纳混浊介质的接收体；
b.用于照射所述混浊介质的照射光源；
c.用于检测由于照射所述混浊介质而从所述接收体发出的光的光检测器单元；
d.根据本发明的任何一个适应介质实施例的适应介质。可以用于例如对妇女乳腺的内部成像的医学图像采集设备从前述任一实施例中获益。
附图说明
参考附图本发明的这些和其它方面将得以进一步阐明和描述，附图中：
图1示意性地示出根据本发明的用于对混浊介质的内部成像的设备的实施例；
图2示意性地示出根据本发明的医学图像采集设备的实施例；
图3示出物质的理想化的吸收特征，该物质适用于在根据本发明的用于对混浊介质的内部成像的设备以及医学图像采集设备中将来自除照射光源以外的光源的光滤出。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的用于对混浊介质的内部成像的设备的实施例。设备45包括照射光源50、光检测器单元55、基于使用光检测器单元55检测到的光重建混浊介质90的内部图像的图像重建单元57、由容器65限定的接收体60，所述容器包括多个分别用于光的入射位置70a和出射位置70b，以及耦合至所述入射位置和出射位置的光导75a和75b。所述设备45进一步包括选择单元80，用于将输入光导85耦合至从容器65中的多个入射位置70a中选择出的多个入射位置。为了简化起见，入射位置70a和出射位置70b位于容器65的相对侧上。然而实际上，入射位置和出射位置二者可以绕接收体60分布。混浊介质90位于接收体60之内。然后，通过将光源50耦合至使用选择单元80而连续选择的入射位置70a，由来自光源50的光从多个位置照射混浊介质90。所述光被选择，以便它能够通过混浊介质90传播。如果如在医学诊断中的情况那样，设备45用于对妇女乳腺的内部成像，则适当的光例如是具有波长范围在650nm到1000nm中的激光。使用出射位置70b并使用光检测器单元55，从多个出射位置检测由于照射混浊介质90而从接收体60发出的光。然后所检测的光用于获得混浊介质90的内部的图像。基于所检测的光来获得混浊介质90的内部的图像是可能的，因为至少部分所述光已经经过混浊介质90，因此包含关于混浊介质90的内部的信息。没有被混浊介质90占据的接收体60中的至少部分体积由光学适应介质100填充，所述光适应介质具有与混浊介质90相似的光学特性。适应介质100用于减少由于将来自光源50的光耦合进和耦合出混浊介质90所产生的光学边界效应对图像重建处理的影响。根据本发明，适应介质100包括用于将来自除光源50以外的光源的光滤出的过滤手段。存在于设备45所处的房间中的环境光可以是这种次级光源。根据本发明的一个实施例，适应介质100包括用于吸收来自次级光源的光的过滤手段。来自次级光源的光(例如环境光)进入接收体，并至少部分地被适应介质100吸收。因此，被检测的来自次级光源的光量得以减少。例如固绿FCF、亮黑BN、绿S和柠檬铁铵绿，或至少两种这样的物质的混合物的染料是用在适应介质100中的适当的过滤装置。商业上可获得的过滤装置的优点在于它们较易获得。显而易见的是由次级光源发射的光优选地包含尽可能少的在测量过程中使用的波长范围中的光。例如，如果所述次级光源是给设备45所处的房间照明的光源，则该次级光源优选地被调整，以便它发射出尽可能少的在测量过程中使用的波长范围中的光。在设备45可以用于对例如妇女乳腺的内部成像的医学诊断中，650nm到1400nm的波长范围适用于成像。通过在光源周围放置光过滤器，例如将用于测量的波长范围中的光滤出的灯罩，可以实现对次级光源的调整，以便它发射出尽可能少的在测量过程中使用的波长范围中的光。在图1中，接收体60由容器65限定。然而，并非需要总是这样。用于对混浊介质的内部成像的设备的另一实施例是一种手持设备，其例如可以被按压在混浊介质的侧面上。在此情况下，所述接收体是由部分混浊介质(由于照射所述混浊介质来自该部分的光被检测)所占据的体积。
图2示意性地示出根据本发明的医学图像采集设备的实施例。医学图像采集设备105包括图1中所述的设备45，如由虚线框所指示的。医学图像采集设备105进一步包括用于显示混浊介质90的内部图像的屏幕115和输入接口120，例如使得操作者能够与医学图像采集设备105交互的键盘。
图3示出物质的理想化的吸收特征，该物质适用于在根据本发明的用于对混浊介质的内部成像的设备45(见图1)以及医学图像采集设备105(见图2)中将来自除照射光源以外的光源的光滤出。沿水平轴绘制的是以纳米(nm)为单位的波长。沿垂直轴绘制的是任意单位(a.u.)的吸收。吸收特性由曲线5示出。在图3的理想化情况下，曲线5示出在650nm到1400nm的波长范围中没有吸收。实际上，一些吸收在所难免。如参考图1所述的，650nm到1400nm的波长范围用在医学诊断中以在如图1中所述的设备45中对妇女乳腺的内部成像。因此，不期望吸收该波长范围中的光。曲线5中对其它波长的吸收相对较强。因此，通过使用适应介质100，从包括在用于对混浊介质90的内部成像的设备45或医学图像采集设备105中的接收体60发出的、来自除照射光源50以外的光源的光量被减少，适应介质100包括具有与固绿FCF相似的吸收特性的物质或物质的混合物。
应当注意，上述实施例说明而非限制本发明，本领域技术人员能够设计许多替换实施例，而不脱离权利要求的范围。在权利要求中，括号中的附图标记不构成对权利要求的限制。词语“包括”不排除存在除权利要求中所列之外的其它元素或步骤。元素前面的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的元素。在包括一些装置的系统权利要求中，这些装置的一些可以由一项相同的计算机可读软件或硬件实现。在多个不同的从属权利要求中列举一些措施的事实并不指示这些措施的组合不能被有利地利用。

Claims (5)

1.一种在对混浊介质(90)的内部成像的设备(45)中使用的适应介质(100)，用于对混浊介质(90)的内部成像的设备(45)包括：
a.用于容纳混浊介质(90)的接收体(60)；
b.用于照射所述混浊介质(90)的照射光源(50)；
c.用于检测由于照射所述混浊介质(90)而从所述接收体(60)发出的光的光检测器单元(55)；
并且，所述适应介质(100)包括用于滤出来自除照射光源(50)以外的光源的光的过滤器。
2.如权利要求1所述的适应介质(100)，其中选择所述过滤器以便它吸收来自除照射光源(50)以外的光源的光。
3.如权利要求1所述的适应介质(100)，其中选择所述过滤器以便它对来自除照射光源(50)以外的光源的光进行散射。
4.一种对混浊介质(90)的内部成像的设备(45)，包括：
a.用于容纳混浊介质(90)的接收体(60)；
b.用于照射所述混浊介质(90)的照射光源(50)；
c.用于检测由于照射所述混浊介质(90)而从所述接收体(60)发出的光的光检测器单元(55)；
d.根据权利要求1、2或3的适应介质(100)。
5.一种对混浊介质(90)的内部成像的医学图像采集设备(105)，包括：
a.用于容纳混浊介质(90)的接收体(60)；
b.用于照射所述混浊介质(90)的照射光源(50)；
c.用于检测由于照射所述混浊介质(90)而从所述接收体(60)发出的光的光检测器单元(55)；
d.根据权利要求1、2或3的适应介质(100)。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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