CN102215732A - 具有内置偏振led照明和计算机化临床数据管理系统的高分辨率数字视频阴道镜 - Google Patents

具有内置偏振led照明和计算机化临床数据管理系统的高分辨率数字视频阴道镜 Download PDF

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CN102215732A CN2008801314352A CN200880131435A CN102215732A CN 102215732 A CN102215732 A CN 102215732A CN 2008801314352 A CN2008801314352 A CN 2008801314352A CN 200880131435 A CN200880131435 A CN 200880131435A CN 102215732 A CN102215732 A CN 102215732A
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Abstract

本发明使用LED和交叉偏振来产生有闪光和没有闪光(闪光对标准阴道镜图像的清晰度产生负面影响)的、明亮的、高分辨率的数字图像，并产生较低分辨率的流视频。本发明为以多个放大率更高效地可视化更深层组织创造条件，由此增强本发明的诊断能力，且其包括聚焦子系统和计算机化的数据管理系统以对静态图像数据进行归档和注释。

Description

具有内置偏振LED照明和计算机化临床数据管理系统的高分辨率数字视频阴道镜
本申请主张享有2008年8月1日提交的、名称为“CervicalMD C30 Imaging Subsystem”的美国临时专利申请61/137,684的优先权。
技术领域
本发明涉及医学成像，更具体地说，涉及通过交叉偏振(cross-polarization)抑制镜面反射(闪光(glint))装置和方法，以多个放大率实时产生明亮的交叉偏振且平行偏振的图像，从而增强试验对象(比如器官或组织)内与诊断有关的特征的可视化。该装置还优选地包括聚焦子系统，以及用于归档的目的和用于对数字数据进行注释的计算机化数据管理系统。
背景技术
尽管本发明是结合宫颈癌公开的，然而它适用于许多其它的医学领域。子宫颈癌是全世界妇女中第二常见的癌症，每年有近500,000新病例，并有超过270,000人死亡(参见IARC，国际癌症研究组织2002年的“Globocan 2002 database”，将其通过援引并入本文)。因为侵入式疾病在癌变前的癌宫颈上皮内瘤变(CIN)之前，如果及早检测并充分治疗地话，宫颈癌通常可被防止(D.G.Ferris、J.T.Cox、D.M.O′Connor、V.C.Wright和J.Foerster，Modern Colposcopy.Textbook and Atlas，第1-699页，American Society for Colposcopy and Cervical Pathology，2004年，通过援引将其并入本文)。阴道镜检查是在美国在异常细胞筛选(screen)(巴氏涂片(Papanicolaou smear)或巴氏涂片(pap smear))之后检测CIN和癌症的主要的诊断方法。阴道镜检查的目的是识别并定级损害的严重度，从而如果有必要可以进行代表最高级异常的活组织检查。然后由病理学家根据组织的形态在显微镜下对活组织检查进行评价。
具有内置白光源和附着于支持机构的物镜的显微镜(B.S.Apgar，Brotzman，G.L.和Spitzer，M.，Colposcopy：Principles and Practice，W.B.Saunders Company：Philadelphia，2002，通过援引并入本文)。在低放大级下(相当于大约50到100mm的环形视野(field of view))，整个阴道和宫颈可被可视化且这个设定通常用于获得表面结构和架构的总体印象。中等放大率(相当于大约15-30mm的环形视野)和高放大率(相当于大约5-15mm的环形视野)被用于对阴道和宫颈进行详细分析。这些较高的放大率通常对于检测并识别表示更进一步的晚期的癌前(pre-cancerous)或癌性损害的存在的某些脉管图案(vascular pattern)是必须的。在阴道镜检查过程中，乙酸和碘溶液通常被涂抹到宫颈的表面以提高异常区域的可视性。另外，不同颜色的滤光器经常被用于突出使用正常白光不能轻易看出的血管图案(blood vessel pattern)。
尽管标准的阴道镜检查和正常的筛选已经带来了宫颈癌的总发生率的显著减少，然而新的技术可以进一步提高当前接受的阴道镜做法的灵敏度和特异性(specificity)。数字成像是一种这样的技术：该技术能够彻底改革医学成像并使成熟的计算机程序能够协助医生进行CAD(计算机辅助检测或计算机辅助诊断)。数字成像和CAD的结合通过以高灵敏度和特异性实时地自动识别CIN，对改善妇女健康有直接影响并减少相关的成本。这将意味着更少的假阳性活组织检查，或最终消除活组织检查。一种用作阴道镜的配件的CAD系统可最小化阴道镜医生间的高变化性并带来一致的、更高的精度标准。将CAD系统并入低成本装置、使得机械专家实际上成为阴道镜医生的产品实现会具有增加在发展中国家中进行筛选的可用性和成本效率的潜力。
数字成像提供用于实现计算机化临床数据管理系统的工具。这个数据管理系统可以提供对所获得的数据的管理、显示和注释，以及与阴道镜检查相关的工作流程的自动化。该系统可以简化病人数据和历史的管理、允许使用电子病人数据记录和接口化连接(interface)和集成于用于处理、存储、打印和传送医学成像中的信息的标准系统，比如DICOM(医学数字成像和通信)。DICOM是医学成像中一种用于处理、存储、打印和传送信息的标准。它包括文件格式定义和网络通信协议。该通信协议是一种使用TCP/IP(标准网络协议)在系统间通信的应用协议。DICOM文件可以在能够接收DICOM格式的图像和病人数据的两个实体间交换。数字成像仅仅还是远距离医学应用的先决条件，进一步增加了在农村地区和发展中国家中进行筛选和检测的可用性。
为了可靠地评估阴道镜特征，CAP系统所操作的图像必须具有高可视化质量。造成不良宫颈图像的一个因素是镜面反射(闪光)，这是从表面的光的完全的如镜的(mirror-like)反射，其中来自单一入射方向的光(即，射线)被反射到单一出射方向。闪光是不期望的，因为它有效地消除了图像中的色彩信息，并且还导致了图像中的假象(artifact)(组织结构中的误报)的引入。闪光消除了色彩信息，因为它的如镜的反射显示光源的颜色而不是下面的组织的颜色，就像镜子显示反射的光的颜色而不是镜子本身的颜色一样。因为这种色彩信息对于检测癌前体是重要的，所以减少图像中的闪光的量对产生用于诊断目的的高质量图像是有帮助的。然而，并不总是期望从图像中消除所有的闪光，因为包含闪光的组织或器官的图像看上去更加的自然和立体化。另外，阴道镜医生分析宫颈上的闪光图案以评估损害的表面轮廓，一种用于评价损害严重程度的重要特征。
现有技术描述了许多减少闪光的影响或消除闪光的方法。使用光学阴道镜的医生可以改变他们的视野和/或闪电状况(lightning condition)以移动闪光到该宫颈的不同部分并保持感兴趣的区域没有闪光，或者在很大程度上完全消除闪光。另一种方法涉及使用以不同角度朝向物体的多个光源(例如参见K.T.Schomacker、T.M.Meese、C.Jiang、C.C.Abele、K.Dickson、S.T.Sum和R.F.Flewelling的“Novel optical detection system for in vivo identification and localization of cervical intra-epithelial neoplasia”，J.Biomed Optics 11(3)，034009-1-12，2006，以及J.E.Kendrick、W.K.Huh和R.D.Alvarez的“LUMATM Cervical Imaging System”，Expert Rev.Med.Devices 4(2)，121-129，2007，通过援引将其并入本文)。通过以不同角度照射宫颈并获取若干图像，在不同的图像之间该宫颈的表面上的闪光的位置不同，且该图像可被合成以创建没有闪光的合成图像。
利用偏振滤光器(每个偏振滤光器以与一副偏振太阳镜相同的方式工作)是本领域公知的另一种减少或消除闪光的技术(例如，参见E.Hecht.，Optics，Addison-Wesley，1972年第一版，1987年第二版，1997年第三版，2001年第四版)。偏振滤光器方法使用放置在光源处的一个偏振滤光器和位于该检测器前方旋转到大约90°的另一滤光器。通过应用这种交叉偏振方案，从被研究的物体表面的反射基本上被最小化(如果不是完全被消除的话)，而最终结果是基本上没有闪光的物体或图像。例如，在市售阴道镜(Welch Allyn Video Colposcope，用户手册，2007，通过援引将其并入本文)和研究用阴道镜系统(比如在S.Nakappan、S-Y.Park、D.Serachitopol、R.Price、M.Cardeno、S.Au、N.Mackinnin、C.MacAulay、M.Follen和B.M.Pikkula的“Methodology of real time quality control for the multispectral digital colposcope”，Gynecologic Oncology 107，S21-S222，2008中描述的，通过援引将其并入本文)中使用交叉偏振。在这些系统中，偏振滤光器通常由在光源侧或检测侧之一或两者的、由计算机控制的旋转滤光轮或人工操作的旋转滤光器夹具驱动。能够除去或旋转该偏振滤光器，为既能够获取没有闪光的交叉偏振图像又能获取具有闪光的正常图像创造条件。使用人工操作的或计算机控制的机械组件来切换或旋转偏振滤光器的缺点是不可避免的磨损和这些元件随时间流逝的最终失效。另外，机械切换或旋转装置或引入交叉偏振的和正常的图像的图像观看或捕获之间的延迟。在这种延迟过程中，可能出现阴道镜和/或病人的明显移动。这种移动可能使得配准(对齐)图像和追踪对于诊断很重要的特征(比如具有变化的尺寸的血管)极为困难。对于不依赖人的指导或介入的全自动CAD系统尤为如此。
对于包含偏振元件的成像系统，另一个造成不良宫颈图像的因素是偏振固有地导致光的损耗。因为亮度(或强度)是捕获的图像中能实现的对比度(即，使得物体与其他物体和背景区分开的视觉属性的差异)的主要的部分，并且因为图像的对比度对于检测癌前体(比如脉管图案)是重要的，所以明亮的光源对于保持图像的清晰度是有帮助的。
然而，这些明亮的光源必须不超出病人暴露于紫外线(UV)和红外线(IR)辐射的可接受阈值(比如美国政府卫生家学会议(ACGIH)在“Threshold Limit Values(TLVs)for Chemical Substances and Physical Agents and Biological Exposure Indices(BEIs)”，Signature Publications，2008年中描述的那样，通过援引将其并入本文)。对紫外线辐射的暴露具有急性负面健康影响的可能，比如红斑和光性角膜炎(photokeratitis)，并可能导致细胞中的DNA损伤。当前通过在光到达人类观看和暴露之前在光源光束路径中使用紫外线阻挡滤光器而最小化(如果不是完全消除的话)对紫外线的暴露(比如在Welch Allyn Video Colposcope，用户手册，2007年描述的，通过援引并入本文)，和S.Nakappan、S-Y.Park、D.Serachitopol、R.Price、M.Cardeno、S.Au、N.Mackinnin、C.MacAulay、M.Follen和B.M.Pikkula，Methodology of real time quality control for the multispectral digital colposcope，Gynecologic Oncology 107，S21-S222，2008，通过援引将其并入本文)。许多明亮的光源还包含大量的红外线，其基本上是过量的热量。类似于紫外线辐射，通过利用红外线阻挡滤光器而最小化或消除对红外线辐射的暴露。尽管通过红外线阻挡滤光器而最小化或消除用户或病人的热暴露，然而由红外线辐射产生的热量对光源组件的光学和机械部件施加压力并可显著减少这些部件以及光源本身的寿命。
进一步，一些明亮的光源在输出强度稳定之前需要很长的启动时间。这意味着在该装置可用于临床检查之前有等待时间，有可能降低这种装置的成本效率。
造成不良的宫颈图像的第三个因素是不均匀的照亮，这会导致产生的图像的亮度(或强度)的不均匀性。亮度的不均匀性削弱了基于所产生的图像的任何诊断的可能精度。
可以认为下列的专利与本发明的技术领域相关：
Oneda等人的美国专利4,979,498(通过援引并入本文)公开一种用于检查宫颈的视频宫颈镜(cervicoscope)系统，包含：具有光导管的刚性的、拉长的筒形构件；在所述筒形元件的远端的成像工具，一次性的、光传导的，在所述筒形元件的远端周围设置的套管；以及传送通过邻近的所述成像工具观看的图像到控制箱的传送工具，其中在所述控制箱中接收和存储图像。
Kenet等人的美国专利5,836,872(通过援引并入本文)公开一种用于监视身体表面的区域的方法，其包括在第一时刻记录包括该区域的表面的第一多谱数字图像、在后续时刻记录包括该区域的该表面的后续多谱数字图像，并将该第一和后续图像相比较。同样，这种方法中该第一和后续图像是高放大率图像，并且该方法进一步包括记录包括该高放大率图像的低放大率图像。还公开一种用于形成对诊断有用的着色的皮肤损害的分类的方法，使用这种方法构建包含从根据多个皮肤损害所记录的图像中定量提取的选定的特征的数据库，并将该数据库中根据每个这种损害的特征与该根据其记录图像的皮肤损害的病例相关联。进一步，一种用于黑色素瘤前兆(premelanomatous)或早期黑色素瘤状况的诊断的方法包括使用该方法来特征化包括损害的表面区域，并将如此得到的损害的特征与从包括已知是黑色素瘤前兆或早期黑色素瘤的损害的许多皮肤损害得到的数据库中的特征相比较，或根据对诊断有用的着色的皮肤损害的分类而对该损害的特征分类。
Alfano等人的美国专利5,929,443(通过援引并入本文)公开用于基于光的偏振和去偏振(depolarization)对物体成像的方法和装置。在一个实施方式中，通过用光照射混浊介质的表面而对该混浊介质的表面成像，借此光从被照射的混浊介质表面被反向散射，检测被反向散射的光的互补的偏振分量对，并使用该互补的偏振分量对来形成被照射的表面的图像。该照射光优选被偏振(例如，线性偏振、圆偏振、椭圆偏振)，其中，例如，该照射光是线性偏振的，该互补的偏振分量对优选地是平行于和垂直于该偏振的照射光的分量，以及通过从该平行分量中减去该垂直分量、通过采用该平行和垂直分量的比、或通过使用该平行和垂直分量的比和差的组合而形成该图像。
Blair的美国专利5,989,184(通过援引并入本文)公开了一种用于数字阴道镜检查和摄像(viedography)的装置，其包含数字成像照相机，该数字成像照相机通过光束分离器可操作地耦合于该数字阴道镜的光路使得宫颈-阴道组织的数字图像可被捕获。该数字成像照相机和数字阴道镜被安装到该装置的关节式臂的一端。数字处理工具可操作地连接到该数字成像照相机以创建数字图像。该数字处理工具被容纳在该组件的支架中。
Blair的美国专利6,277,067(通过援引并入本文)公开了一种用于通过能够产生宫颈的数字图像的手持阴道镜检查组件对宫颈上皮进行肉眼检查和分级的方法和便携式装置。该装置使得为了检测癌性和癌前组织的目的而对整个宫颈进行实时成像并对图像进行归档成为可能，并依靠计算机化的图像处理，建议通过低成本的、便携的、手持式的数字阴道镜的宫颈上皮的客观诊断。
Alfano等人的美国专利6,587,711(通过援引并入本文)公开了一种用于检查物体(比如皮肤、粘膜和宫颈组织)以检测癌症和癌前状况的装置。在一个实施方式中，该装置包括具有手柄部分和桶状部分的枪形外壳。该桶状部分的前端是开放的，玻璃罩安装于其中。红色、绿色、蓝色和白色LED被置于该外壳的手柄部分内，并电气连接于电池并且也被置于该外壳的手柄部分内。用于控制四个LED中的每一个LED的驱动的可人工操作的开关在该外壳的手柄部分上是可拆卸的。光纤被置于该外壳内并被用于发送这四个LED的光穿过置于该外壳的桶状部分中的第一偏振器然后穿过该玻璃罩以照射所需的物体。从该物体反射的、穿过该玻璃罩进入该外壳的光被传送穿过第二偏振器，然后通过光学器件被成像在黑白CCD(电荷耦合器件)检测器(照相机)上，其中该第二偏振器可调节地安装在该外壳的桶状部分中并被优选地被定向为传递从被照射的物体发射的去偏振光。该光学器件可包括置于该桶状部分内并相对于该CCD检测器可调节地间隔开的透镜。该检测器耦合于安装在该外壳中的无线发送器，该发送器将来自该检测器的输出发送到位于远程的无线接收器。该无线接收器耦合于计算机，然后该计算机处理来自该检测器的输出。然后处理后的输出被显示在显示器上。该显示器可位于远程用于远程的专家诊断。
Utzinger等人的美国专利6,766,184(通过援引并入本文)公开用于产生组织的多谱图像的方法和装置。该多谱图像可用作用于比如为宫颈癌检测和诊断的状况的诊断工具。主辐射是用照明源产生的。该主辐射被过滤以选择第一波长和第一偏振。用过滤后的主辐射照射组织以产生次级辐射，该次级辐射被过滤以选择第二波长和第二偏振。用检测器收集过滤后的次级辐射，并用与该检测器有可操作关系的分析单元根据第一和第二波长和第一和第二偏振的不同组合产生该组织的多个多谱图像。
Balas的公开号为2006/0141633的美国专利申请(通过援引并入本文)公开了一种用于体内的、非侵入式的、对在组织异型、发育异常、瘤形成和癌症发展过程中上皮组织的生化和/或功能特性引起的变更的早前检测和对这些变更的分级的映射的方法和装置。该方法基于从被检查的组织重新发射的光的特性中的空间、时间和光谱变更的同时测量，作为用光和特殊的化学试剂对组织的刺激的结果。这些试剂的局部和系统给药导致了正常的和异常的组织区域之间的瞬间的对比度增强。该装置允许同时捕获一个或更多光谱带中的时间上连续的成像。基于测量到的数据，在被检测的区域的任何空间点中确定表达试剂-组织相互作用的运动的特性曲线，以及从这些数据得出的数值参数。损害的映射和特征化是基于这些参数的。
Tromberg等人的公开号为2006/0184043的美国专利申请(通过援引并入本文)公开了一种对用于定量调制成像以在混浊介质(比如人类或动物组织)中执行深度切片反射或传送成像的方法的改进。该方法旨在于这样的步骤：对照明的周期性模式进行编码(优选地当将混浊介质暴露于该周期性模式时用荧光刺激波长)以提供该混浊介质内的结构的深度分辨的辨别；并重建混浊介质内的结构的非接触的三维图像。结果是，宽视域成像、将平均背景光学性质从单个图像的异质分量中的分离、基于照明的空间频率的选择而将表面特征从深度特征中的分离，或定性和定量的结构、功能和成分信息被从空间编码的数据中提取出来。
Thrailkill的公开号为2006/0215406的美国专利申请(通过援引并入本文)公开了一种医学诊断设备，其可以是用于检查宫颈组织的阴道镜，并包括光源，该光源包含高强度发光二极管(LED)的环形阵列。该LED阵列包括中心出入开口，其提供对照明点的阴道镜光学元件的视觉入口。该阵列包括多个LED组，每组包括发射红色、蓝色和绿色光的LED。红色、蓝色和绿色LED的强度分别可通过控制器进行控制以连续改变或调谐来自该光源的照明的光谱特性。所选的颜色的混合可被存储在存储器中供随后重新获得。
Squiccinarini的公开号为2007/0213590的美国专利申请(通过援引并入本文)公开了一种便捷式多功能内窥镜装置和方法，用于检查组织以允许诊断、治疗或解剖评估数据被传送、记录或分析。该装置包括大小被设计为并被配置为被握在人手中以允许控制该装置的功能和方向控制的基本单元、大小被设计为并被配置为被插入到能够可移除地连接到基本单元的孔中的可互换头组件，以及位于该装置的远端外部的可膨胀组织稳定器。在优选方面中，该内窥镜装置具有图像传感器、光源、透镜、气泵和工作工具。
Chin的公开号为2008/0049997的美国专利申请(通过援引并入本文)公开了一种图像增强系统，该系统包括提供物体的图像数据的数据源、包括图像增强信息的增强数据储存器、被配置为基于该图像增强信息增强图像数据的图像增强单元、以及被配置为在其屏幕上显示代表增强的图像数据的单色图像的彩色显示器。该增强的图像数据可包括每像素至少32位的灰阶级标准。
Zelenchuk的公开号为2005/004365的美国专利申请(通过援引并入本文)公开一种用于健康和疾病组织的原位辨别的系统和方法。光纤探头被用于将紫外线照明导到组织样品上并用于收集荧光性响应辐射。在三个选定的波长观察该响应辐射，该三个波长之一对应于等消光点。在一个实施例中，该等消光点出现在大约431nm处。使用该431nm的强度来标准化观察到的信号的强度。使用辨别分析中的比值确定得分。根据该辨别分析的结果，基于对疾病或健康的诊断，切除或不切除被检测的组织。
发明内容
通过使用具有基于高强度发光二级管(LED)(其不产生任何紫外线或红外线辐射)的可用电子地切换的光源系统的、非机械的、非移动式的(固定的或静止的)偏振组件，本发明解决了执行标准阴道镜检查时固有的闪光的问题并解决了使用机械滤光轮或旋转滤光器组件的限制、光源的亮度、暴露于紫外线和红外线危险的健康问题以及大多数明亮光源的延长的启动时间。
本发明是这样的装置，所述装置优选以多种放大率创建多对清楚图像，无闪光的图像(交叉偏振图像)和有闪光的图像(平行偏振图像)。术语“交叉偏振(XP)”指的是当第一偏振取向垂直于第二偏振取向，而术语“平行偏振(PP)”指的是第一偏振取向平行于第二偏振取向。在本发明中，PP也可以意味着单偏振，其中只有一个偏振取向，或非偏振的。XP和PP图像可彼此结合使用用于诊断的目的。例如，XP和PP图像可以被配准(对齐)，然后融入彼此以辅助临床医生进行癌症检测(如共同待决、共同转让的、2008年8月11日提交的、名称为“A Method of Image Manipulation to Fade Between Two Images”美国专利申请12/228,298所描述的，将其通过援引并入本文)。两幅图像之间的融入允许临床医生检测被闪光掩蔽的重要特征，而同时将该图像中的组织或器官(比如宫颈)的自然和三维形状保持到期望的程度。
为了抑制闪光，第一优选实施方式优选地使用交叉偏振，这为更深层的组织以多个放大率被可视化创造条件，从而进一步增强本发明的诊断能力。为了用比典型的荧光和白热光源更强的光发射产生更明亮且更均匀的照射表面，在此实施方式中光源优选地包括两个具有多个发光二极管(LED)的组，其优选地通过电子地改变工作电流或电压而被快速开启和关闭，以直接和均匀地照射视野。来自LED的光优选地在到达该视野之前通过照明偏振器被偏振。
本发明的LED的使用提供了一些好处。LED与荧光和白热光不同，是固态元件，为更快的接通和断开创造条件，使得在平行偏振图像获取和交叉偏振图像获取之间的切换可以更容易和更快速地得以实现。本发明优选在两个LED组之前使用固定的照明偏振器(IP)，而不是以机械地移动的偏振滤光器。LED之间的快速切换(快速交替各个LED组的开和关)也减少了连续图像之间病人移动的影响，为连续图像之间的更好的配准(对齐)创造条件并改善了对诊断重要的特征的检测的可能性。与使用利用光纤电缆束的荧光或白热光来照亮的典型照明源相比LED组件也更便宜而且更紧凑，而且LED还比使用荧光或白热光更可靠，因为它们额定有大约50,000小时的使用时间和一百万次的开/关周期。作为对比，荧光或白热光的额定寿命典型地小于10,000小时，很多具有只有1000小时的典型寿命。LED还比荧光和白热光产生更少的热。因此，该装置外壳需要更少的冷却和更少的热绝缘，为更小的电力供应创造条件-例如，产生更少的噪声和振动，使病人和操作者更舒服的更小的风扇。LED的热效率还减少了热，其产生了该装置的安装的热膨胀并可能降低图像的光学品质。LED还需要更少的电力，在将电力消耗转化为可见光时更高效，最终减少了装置的功耗，并且如果必要的话，在远程地区可使用电池供电。进一步，与传统的白热光和荧光不同，由LED发射的光还被发射到宽的平面面积上，从而提供了更加均匀的照明。
而且，因为病人的安全在体内检查时是最重要的，LED的辐射光谱(与荧光不同)不包含相当量的紫外线(UV)光的事实是极为有利的。这个事实消除了本发明使用UV滤光器、检测器和硬件的需要，其中这些元件与UV发射光源结合使用以监视、测量、控制或最小化UV输出以防止对被检查区域的UV损害。
发明人不知道任何其它的这样的成像装置，所述成像装置包含以下优点：在不同的LED组之间快速切换以即时、直接和均匀地照射视野用于组织或器官的近似同时的成像；以及交叉偏振以抑制闪光的消极效果而不损害图像或多个图像的亮度。
本发明的第一现有优选实施方式使用两个LED组。组中的每个LED具有在其前面的单独的不移动的(固定的或静止的)照明偏振器(IP)，其中在第一组中的每个LED前面的固定IP具有水平取向或是水平偏振的(不必一定是水平取向，而是可以是任何第一偏振取向)，而在第二组中的每个LED前面的固定IP具有垂直取向或是垂直偏振的(不必一定是垂直取向，而是可以是基本上垂直于该第一偏振取向的任何第二偏振取向)。优选地，该IP是以集成方式形成为单个偏振元件，其中组中的每个LED放置在具有适当偏振的相应区域的后面。
本发明还优选包括另外的单独的偏振元件，优选地是偏振光束分离器(PBS)，其同时偏振和分离入射光束为两束并将分离的束导向两个照相机(检测器)，从而每个照相机接收检测的区域的以不同方式偏振的图像。理想地，偏振分光器将光束分离为具有正交(垂直)偏振的两束从而水平偏振的光(或具有第一偏振取向的光)反射离开PBS并被导向一个照相机，而垂直偏振的光(或具有第二偏振取向的光)穿过该PBS朝该第二照相机传导。
因此，当第一LED组被开启时，光穿过IP并变成水平偏振的光(或具有第一偏振取向的光)，其直接照射视野中的试验对象(比如组织或器官)。水平偏振的光的一部分反射离开试验对象作为水平偏振的闪光(如下所述)，而其它部分被该试验对象部分吸收然后被反射作为漫反射光(如下所述)。反射的闪光保持其水平偏振(或第一偏振取向)以变成水平偏振的闪光(或具有第一偏振取向的闪光)。穿透该组织的光在足够多的散射事件后将逐渐变得非偏振，而一部分将被从该组织反射作为漫反射光。由该试验对象反射的第一总的反射光(total reflected light)因此包含水平偏振的闪光(或具有第一偏振取向的闪光)和漫反射光。而闪光指的是以一个方向(例如，朝向照相机之一)被反射离开一个表面(例如，宫颈组织的表面)的光，漫射光指的是在所有方向上发散且非偏振的光。本领域公知的是非偏振光可以被描述为PP和XP光的组合，因为照相机只捕获以该照相机的方向反射的漫射光，所以该漫反射光不具有与闪光相同的对图像的削弱可视化的影响(即，眩光)。
当第一总的反射光到达PBS时，该光束分离器既偏振又将该光分离为第一和第二光束，所述第一和第二光束包含基本上相互垂直的偏振取向。该PBS优选地将该水平偏振的闪光和具有水平取向的任何其它的漫反射光(第一PP输出)导向创建第一PP图像的第一照相机。由该PBS分离的第二光束包含具有基本垂直于该第一光束的偏振取向的任何漫反射光(第一XP输出)并被导向创建第一XP图像的第二照相机。对于本发明的所有优选实施方式，PP图像将总是根据包含闪光的分离光束创建的，而XP图像将总是根据不包含闪光的分离光束创建的。
替代地，当第二LED组被开启时，光穿过IP变成垂直偏振的光(或具有第二偏振取向的任何光，其中该第二偏振取向基本垂直于该第一偏振取向)。这次，第二总的反射光将包含垂直偏振的闪光(或具有第二偏振取向的闪光)和漫反射光。PBS现在将该第二总的反射光分离为第二PP输出和第二XP输出，并将该第二PP输出(垂直偏振的闪光和具有垂直取向的任何漫反射光)导向创建第二PP图像的第二照相机。该第二XP输出(具有水平取向的任何总的反射光)将由该PBS导向该第一照相机以创建第二XP图像。
这两个照相机优选是共同对齐(彼此对齐)但是具有不同放大率的CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)照相机。第一照相机优选具有第一放大率(允许整个感兴趣的试验对象成像的全视图或放大率)，而第二照相机优选具有第二放大率(为观看最小的对诊断重要的特征创造条件的放大视图或放大率)。通过在两个LED组之间快速切换(通过快速将一组开启而将另一组关闭，或者反之亦然)，该装置中的两个照相机将获得相同的被检查区域的四个单独的图像，在第一放大率两个，以及在第二放大率两个。对于在第一放大率的两个图像，一个图像是平行偏振的而另一个是交叉偏振的。同样适用于在第二放大率的两个图像：一个将是平行偏振的而另一个将是交叉偏振的。
通过将两个LED组的工作电流开启和关闭而在两个LED组之间快速切换为由两个照相机近似同时地获取共同配准的(共同对齐的)图像创造条件，并控制该成像系统是捕获平行偏振的图像还是捕获交叉偏振的图像，以及由该照相机以什么放大率捕获图像。PP图像将类似于标准的阴道镜图像，而尽管XP图像将会是在视觉上较模糊的，然而它们将没有PP图像中存在的闪光。
第二优选实施方式包含两个LED组并使用在单个放大级别或通过使用变焦透镜在连续放大率的一个照相机。在此第二优选实施方式中，通过在两个LED组之间快速切换，在将非偏振光穿过IP之后，该装置将获取相同的被检查区域的、具有相同放大率的两个近似同时的图像，一个XP和一个PP图像。尽管变焦透镜的使用涉及具有相关联的延时的光学部件的机械运动，然而它会为获得具有不同放大率的XP和PP图像对创造条件。
第三优选实施方式是类似于第一实施方式的更简单的系统，但是只包括一个LED组，并使用两个照相机。在此优选实施方式中，来自该单个LED组的非偏振光在其穿过IP时被偏振以创建水平偏振的光(或具有第一偏振取向的光)以直接而均匀地照射视野中的试验对象。与试验对象相互作用的水平偏振光被反射作为总的反射光，该总的反射光包括水平偏振的闪光和漫反射光。当该总的反射光到达PBS时，该PBS优选地将该水平偏振的闪光和具有水平取向的任何漫反射光(PP输出)导向创建PP图像的第一照相机，并将具有垂直取向的任何漫反射光(XP输出)导向创建XP图像的第二照相机。通过对照相机增加缩放控制，可获得不同放大率的PP和XP图像。
第四优选实施方式比所有前述实施方式更简单。它只是用一个LED组和一个照相机。该第四优选实施方式重点在于仅收集无闪光(XP)图像。再次，该装置通过将来自该单个LED组的非偏振光穿过IP而偏振非偏振光以创建水平偏振光(或具有第一偏振取向的光)以照射视野中的试验对象。与该试验对象相互作用的水平偏振光被反射作为包括水平偏振的闪光和漫反射光的总的反射光。当总的反射光到达PBS时，它将具有垂直取向的任何漫反射光(XP输出)导向创建XP图像的照相机。通过对该照相机系统增加缩放控制，可获得不同放大率的XP图像。
本发明的现有优选实施方式还包括聚焦子系统(如共同待决的、共同转让的、2008年7月31日提交的，名称为“Single Spot Focus Control”的美国专利申请12/221,267所描述的，将其通过援引并入本文)，该聚焦子系统利用聚焦的光束(例如来自激光束)的垂直位置来评估装置和被检测的区域之间的距离，以实现最佳对焦。优选地，该两个照相机能够工作在视频模式(分辨率较低但是图像捕获较快)和照相机模式(以较低的图像捕获率的最大分辨率，用于获得呈现出所有诊断特征的高分辨率图像)。该焦距子系统优选在视频模式使用以在本发明以照相机模式收集XP和PP图像之前实现令人满意的对焦。
本发明的现有优选实施方式还包括数据管理系统，该数据管理系统为完全数字化的数据流创造条件，简化了数据传送和存储，并最小化了人为失误的危险。数据管理系统为以下项创造条件：(i)使用图像增强算法；(ii)使用图像处理算法；(iii)使用注释程序；(iv)数字归档；以及(v)远程观看。这还允许本发明(i)执行系统诊断；(ii)呈现更全面的系统信息给操作者和技术人员；以及(iii)包括全面的信息，关于各图像数据组，有关当图像被获取时的系统的状态。它还优选包含完全集成的用户界面，其中物理按钮被捆绑于硬件和软件平台，允许该装置的功能性被适用于新的功能，如果必要的话。具有类似特征的数据管理系统在共同待决的、共同转让的、2005年2月3日提交的、名称为“Uterine Cervical Cancer Computer-Aided Diagnosis”的美国专利申请11/184,046中描述过，通过援引将其并入本文。
本发明还优选地是独立的(self-contained)系统，意味着不必要在阴道镜和物理上单独的计算机之间切换以回顾和注释图像，并且该系统消除了电缆束，否则电缆束存在于阴道镜和计算机之间。
本发明的现有优选实施方式还公开一种方法：创建偏振光；用该偏振光照射视野；将该偏振光反射离开视野中的试验对象；将被反射的光分离为平行偏振和交叉偏振的输出；从该平行偏振输出产生平行偏振图像并从交叉偏振输出产生交叉偏振图像；以及使用该平行偏振图像和交叉偏振图像增强组织的可视性。
附图说明
图1是照明系统的主要元件的概念侧视图。
图2A、2B和2C是描绘两个LED组的配置的照明系统的概念正视图。图2A显示了包含总共8个LED的配置，图2B显示了包含总共4个LED的配置，而图2C显示了包含总共2个LED的配置。
图3A、3B和3C是描绘一个水平偏振(或具有第一偏振方向)的LED组的配置的照明系统的概念正视图。图3A显示了包含总共8个LED的配置；图3B显示了包含总共4个LED的配置；而图3C显示了包含总共2个LED的配置。
图4A、4B和4C是描绘一个垂直偏振(或第二偏振方向)的LED组的配置的照明系统的概念正视图。图4A显示了包含总共8个LED的配置；图4B显示了包含总共4个LED的配置；而图4C显示了包含总共2个LED的配置。
图5A和5B是用于描绘交叉偏振的过程的优选实施方式的概念视图。图5A显示了两个照相机系统而图5B显示了单个照相机系统。
图6A是该照相机系统之一的正视图，而图6B是其侧视图。
图7A是用于两个照相机系统的检测系统的侧视概念图，而图7B是用于一个照相机系统的检测系统的侧视概念图。
图8A、8B和8C是聚焦子系统的示意图，显示了针对三个不同的对焦状态，照相机物平面、照相机和聚焦的光相对于宫颈的位置。在图8A中，该宫颈焦点对准；在图8B中，该宫颈太近；而在图8C中，该宫颈太远。
图9是数据管理系统的流程图。
具体实施方式
一开始，视野中的试验对象72(比如器官或组织)被现有优选实施方式的照明子系统直接照射，如图1中所示。照明子系统的目的是以对本发明足够的强度(亮度)提供对视野中的试验对象的均匀而直接的照明以足够快速地获得图像，以避免或最小化由于运动(例如，病人的移动)而产生的模糊。该照明子系统优选包含以下主要元件：(1)前透镜34，(b)照明偏振器(IP)36、(c)LED透镜42、(d)一个或更多个LED组49、(e)具有控制电子线路的照明板和(f)电力供应15。还显示了聚焦系统的激光器51，正在被照射的试验对象72，以及该照明系统的光束方向70照原来样子(as is)。LED 49优选地被安装在照明板50上，照明板50还提供控制电子线路以设定工作电流和电压，并快速开关LED 49。LED透镜42将来自非偏振LED 49的发散光聚焦成输出光束66。IP 36被置于LED透镜42的前面。前透镜34将偏振的LED光输出70导向试验对象72以照射包含试验对象72的整个视野。
图2A-2C、图3A-3C和图4A-4C显示了示出LED 49、IP 36和前透镜34的照明系统的正视图。在图2A-2C中描绘了两个LED组的配置，而在图3A-3C和图4A-4C中描绘了一个LED组的配置。光的偏振方向由箭头指示。
图2A-2C描绘了使用两个LED组49的优选实施方式，实心箭头代表第一LED组49而空心箭头代表第二LED组49。箭头的方向代表LED光70在由IP 36传输后的偏振取向。空心箭头具有水平偏振取向(或第一偏振取向)，而实心黑色箭头具有垂直取向(或第二偏振取向)。对于两个LED组49，IP 36优选被设计为偏振来自每个LED组49的光使得该第二偏振取向基本上垂直于该第一偏振取向。图2A、图2B和图2C分别描绘了利用8个、4个、2个LED来实现以垂直的偏振取向的光的照明。对于具有垂直偏振取向(即，两种偏振取向)的两个LED组49，该配置将优选地被设计为有总数为2的倍数个的LED以确保对于两种偏振取向有类似的强度(亮度)和均匀的照明。尽管图2A-2C中未显示，然而本领域的普通技术人员可以容易地设计另外的LED的LED配置，比如6个、10个、12个、14个等等。LED 49的环形设计和交替偏振取向将确保对两种偏振取向的均匀照明。
图3A-3C和图4A-4C描绘了只使用一个LED组49的替代实施方式，箭头的方向再次代表来自该LED的光的偏振取向。这里，IP 36被设计为只以单个偏振取向偏振来自LED 49的光。图3A、图3B和图3C和图4A、图4B和图4C分别描绘了使用8个、4个、2个LED。这里可以使用任意数量的LED；然而，环形配置将再次确保均匀照明。再次，本领域的普通技术人员容易地设计除了2个、4个和8个之外的多个(例如，6个、10个、12个、14个等)的LED的LED配置。
图5A-5B描绘了本发明的优选实施方式中的交叉偏振的过程。用“O”指示具有垂直于纸平面的偏振取向的光(水平偏振光)的存在(例如70)，而用上下箭头指示平行于该纸平面的偏振取向的光(垂直偏振光)的存在(例如82)。“O”和上下箭头的存在表示非偏振光(例如66)。
如图5A中所示，通过用来自至少一个LED组49的非偏振光66照射视野而获得XP和PP图像，其中该非偏振光66通过IP36过滤以产生水平偏振光(或具有第一偏振取向的任何光)70。当水平偏振光70与视野中的试验对象72(比如宫颈组织)相互作用时，它部分地穿透该组织，并且还部分地被反射为水平偏振闪光(或具有第一偏振取向的闪光)。穿透该组织的光的一部分将逐渐变得非偏振，并作为漫反射光从该组织反射。总的反射光74将是(i)水平偏振闪光、和(ii)漫反射光的组合。当总的反射光74达到被设计为将光分离成垂直取向的附加的偏振元件时(比如偏振光束分离器或PBS 22)，它将该总的反射光分离为由单独的照相机20和24接收的PP输出76和XP输出82。该PP输出创建PP图像，并包含水平偏振的闪光和具有相同偏振的任何漫反射光(水平偏振的漫反射光)。PP图像看上去将基本类似于标准的阴道镜数据。另一个输出，XP输出，是垂直偏振的(垂直偏振不意味着该光必须是垂直偏振的，而是可以是具有第二偏振取向的任何光，其中该第二偏振取向与上述第一偏振成一基本角度(substantial angle)，优选是基本垂直)，并只包含具有相同垂直偏振的漫反射光，而不包含闪光。因此，第一照相机20创建PP图像而第二照相机24创建XP图像。
图5B描绘了只使用一个照相机24并因此只获取XP图像的设想。
图6A和图6B描绘了现有优选实施方式的照相机配置。图6A是该照相机之一的正视图而图6B是其侧视图。如图6A和6B中所示，各照相机优选包含以下元件：成像传感器83、透镜支座84、输出电缆连接器外壳85和输出电缆连接器86。传感器83优选地能够以两种工作模式运行：视频模式和照相机模式。在视频模式中，操作者以非常类似普通视频照相机的方式操纵该装置用于定位和手动聚焦。在这种模式中，产生低分辨率的、高帧频的图像流。在照相机模式中，本发明将临时地改变成像传感器的设定从而优选地以较低的帧频为代价实现尽可能最高的图像分辨率。本发明的最终XP和PP图像优选地以照相机模式获取，并且被存储以供稍后的回顾、图像注释和处理。XP和/或PP图像也可被配准(对齐)，然后融入彼此(faded into each other)以辅助临床医生得出诊断。
图7A显示了包含两个照相机的检测系统的现有优选实施方式的侧视图，而图7B显示了只包含一个照相机的检测系统的另一个实施方式的侧视图。其中显示了前透镜34、偏振元件(比如偏振光束分离器)22和照相机20和24的布置。
对于两个照相机的系统，如图7A中所示，第一照相机20的光学器件优选被设计为捕获试验对象的全部视野，而第二照相机24的次级光学器件优选被设计为捕获更小的感兴趣区域的放大视图(通常能够分辨最小的与诊断有关的特征)。在使用两个LED组的优选实施方式中，两个LED组的光路在被PBS 22分离后被彼此垂直地偏振，并根据哪个LED组被开启，由两个照相机接收和显示的图像输出将会是(i)全视图XP图像；(ii)放大的感兴趣区域的视图PP图像；(iii)全视图PP图像；或(iv)放大的感兴趣区域的视图XP图像。PP和XP图像基本上被共配准，因为该照明源(LED)之间的快速切换(或接通和断开)，并可彼此结合使用用于诊断的目的，例如，彼此融合(fading between them)。在只适用一个LED组的实施方式中，两个照相机系统20和24的光学器件优选被设计为捕获试验对象的相同的视野，此视图是全视图或放大的感兴趣区域的视图。这里，接收和显示的图像输出将是(i)全视图(或放大的)XP图像或(ii)全视图(或放大的)PP图像。
对于单个(一个)照相机系统，如图7B中所示，照相机24的光学器件优选是被配置为捕获试验对象的全视野的固定焦距透镜，或被配置为捕获试验对象的全视野以及试验对象的放大视图的变焦透镜。
本发明的现有优选实施方式还包括帮助实现图像的最佳聚焦的聚焦子系统。这个聚焦子系统分析以视频模式拍摄的图像以在以照相机模式获取图像前评估本发明是否焦点对准。如图8A、8B和8C中显示的，聚焦光源(例如，聚焦的LED或激光器)51产生聚焦光束53，其透过镜头34朝光轴60聚焦，照相机的视野中的聚焦光束的位移(Δy)唯一地确定将被检查的区域(感兴趣的区域或物体)72与照相机物平面62对齐所需的距离(Δz)，其中该聚焦光束53与光轴60相交。当被检查的区域与该照相机物平面对齐时，如图8A中所示，被检查的区域是“焦点对准”。当该聚焦光束是在下部像素的图像中时，被检查的区域太近，如图8B中所示，且该子系统是“焦点未对准”。当该聚焦光束在该图像的上部像素时，被检查的区域太远，如图8C中所示，且该子系统也是“焦点未对准”。该焦距子系统的输出提示该操作者应当以哪个方向移动该装置以实现最佳聚焦。尽管在图8A、图8B和图8C中该聚焦光源51被显示为位于该光轴60的下方，然而它可以在该光轴外的任何地方。该系统是能工作的，只要该聚焦光束和该光轴彼此在某一角度(□)内，且该聚焦光束不被除了感兴趣区域之外的任何物体挡住。当角度α大约在2到60度范围之间时，该聚焦系统是能工作的。优选地，该角度α应该是大约在4到15度范围内。最佳地，该角度应该是大约在5到8度范围内。
本发明的现有优选实施方式还包括数据管理系统。图9显示了该数据管理系统的流程图。数据管理系统3，包括图像和病人数据的数据库，并与数据获取系统7和外部源(比如PACS(图片归档及通信系统)10、病理报告11、病人数据记录12、远距离医学应用13和用户限定的可选的其它来源14)相互作用。PACS指的是专用于图像的存储、检索、分布和呈现的计算机或网络。医学图像优选以不依赖本发明并被广泛使用的格式存储。医学图像存储的最常见格式当前是DICOM(医学数字成像和通信)。
这个数据管理系统为完全数字化的数据流创造条件、简化了数据的传输和存储、并最小化了人为错误的危险。该数据管理系统为以下项创造条件：(i)使用图像增强算法；(ii)使用图像处理算法；(iii)使用注释程序；(iv)数字归档；以及(v)远程观看。这还允许本发明(i)执行系统诊断；(ii)向操作者和技术人员呈现更全面的系统信息；以及(iii)包括全面的信息，关于各图像数据组，有关当图像被获取时的系统的状态。它还优选地包含完全集成的用户界面，其中物理按钮被捆绑于硬件和软件平台，允许该装置的功能性被适应于新的功能，如果必要的话。
工业实用性。
本发明使用LED和交叉偏振来产生明亮的、高分辨率的数字图像(有闪光的和没有闪光的)，其保持了图像的清晰度同时抑制了闪光，并创建了交叉偏振的图像(无闪光的图像)和平行偏振的图像(有闪光的图像)，优选地以多种放大率。本发明适用于想要通过使用至少一个具有闪光的图像和无闪光的图像增强视野中的试验对象(比如组织或器官)的可视化的任何成像装置。

Claims (10)

1.一种用于增强视野中的组织的可视性的装置，包含：
将光发射到所述视野上的第一LED组，从而当所述第一LED组被开启时，所述第一LED组通过放置在所述第一LED组和所述视野之间的第一照明偏振器将光发射到所述视野上，以在所述视野中创建具有第一偏振取向的偏振光，且其中具有所述第一偏振取向的所述偏振光被所述试验对象反射为第一总的反射光；
将光发射到所述视野上的第二LED组，从而当所述第二LED组被开启时，所述第二LED组通过放置在所述第二LED组和所述视野之间的第二照明偏振器将光发射到所述视野上，以在所述视野中创建具有第二偏振取向的偏振光，且其中具有所述第二偏振取向的所述偏振光被所述试验对象反射为第二总的反射光；
在点亮所述第一LED组和点亮所述第二LED组之间快速切换的切换工具；
偏振元件，用于接收所述第一总的反射光和所述第二总的反射光并在所述第一LED组被点亮时将所述总的反射光分离为第一平行偏振输出和第一交叉偏振输出，以及在所述第二LED组被点亮时将所述总的反射光分离为第二平行偏振输出和第二交叉偏振输出；
第一照相机，用于在所述第一LED组被点亮时接收所述第一平行偏振输出以创建第一平行偏振图像，且在所述第二LED组被点亮时接收所述第二交叉偏振输出以创建第二交叉偏振图像；
第二照相机，用于在所述第一LED组被点亮时接收所述第一交叉偏振输出以创建第一交叉偏振图像，且在所述第二LED组被点亮时接收所述第二平行偏振输出以创建第二平行偏振图像；以及
从而所述平行偏振图像和所述交叉偏振图像增强组织的可视性。
2.一种用于增强视野中的组织的可视性的装置，包含：
将光发射到所述视野上的第一LED组，从而当所述第一LED组被开启时，所述第一LED组通过放置在所述第一LED组和所述视野之间的第一照明偏振器将光发射到所述视野上，以在所述视野中创建具有第一偏振取向的偏振光，且其中具有所述第一偏振取向的所述偏振光被所述试验对象反射为第一总的反射光；
将光发射到所述视野上的第二LED组，从而当所述第二LED组被开启时，所述第二LED组通过放置在所述第二LED组和所述视野之间的第二照明偏振器将光发射到所述视野上，以在所述视野中创建具有第二偏振取向的偏振光，且其中具有所述第二偏振取向的所述偏振光被所述试验对象反射为第二总的反射光；
在点亮所述第一LED组和点亮所述第二LED组之间快速切换的切换工具；
偏振元件，用于接收所述第一总的反射光和所述第二总的反射光并在所述第一LED组被点亮时将所述总的反射光分离为第一平行偏振输出和第一交叉偏振输出，在所述第二LED组被点亮时将所述总的反射光分离为第二平行偏振输出和第二交叉偏振输出；
照相机，用于在所述LED组中的一组被点亮时接收所述交叉偏振输出以创建交叉偏振图像，且在另一LED组被点亮时接收所述平行偏振输出以创建平行偏振图像；
从而所述交叉偏振图像和所述平行偏振图像增强组织的可视性。
3.一种用于增强视野中的组织的可视性的装置，包含：
将光发射到所述视野上的第一LED组；
放置于所述第一LED组和所述视野之间以使得被发射到所述视野上的所述光变成水平偏振光的照明偏振器，其中所述水平偏振光被所述试验对象反射为总的反射光；
用于接收所述总的反射光并将所述总的反射光分离为平行偏振输出和交叉偏振输出的偏振元件；
用于接收所述交叉偏振输出以创建交叉偏振图像的第一照相机；
用于接收所述平行偏振输出以创建平行偏振图像的第二照相机；以及
从而所述交叉偏振图像和所述平行偏振图像增强组织的可视性。
4.一种用于增强视野中的组织的可视性的装置，包含：
将光发射到所述视野上的第一LED组；
放置于所述LED组和所述视野之间的照明偏振器，以使得被发射到所述视野上的所述光变成水平偏振光，其中所述水平偏振光被所述试验对象反射为总的反射光；
用于接收所述总的反射光并将所述总的反射光分离为平行偏振输出和交叉偏振输出的偏振元件；
用于接收所述交叉偏振输出以创建交叉偏振图像的照相机；以及
从而所述交叉偏振图像增强组织的可视性。
5.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其中所述第一照明偏振器和所述第二照明偏振器优选是一体成型的。
6.根据权利要求1或3中任一项所述的装置，其中所述第一照相机处于第一放大率而所述第二照相机处于第二放大率，其中所述第二放大率大于所述第一放大率。
7.根据权利要求1、2、3或4中任一项所述的装置，进一步包含聚焦子系统以实现最佳聚焦。
8.根据权利要求1、2、3或4中任一项所述的装置，进一步包含计算机化的数据管理系统用于归档的目的和用于数字数据的注释。
9.一种抑制闪光并保持图像清晰度的方法，包含：
偏振非偏振光以产生具有第一偏振取向的偏振光；
用具有第一偏振取向的所述偏振光照射视野；
将所述偏振光从试验对象反射离开为总的反射光；
将所述总的反射光分离为平行偏振输出和交叉偏振输出；
收集所述平行偏振输出和所述交叉偏振输出；
从所述交叉偏振输出产生交叉偏振图像并从所述平行偏振输出产生平行偏振图像；以及
从而所述交叉偏振图像和所述平行偏振图像增强组织的可视性。
10.一种抑制闪光并保持图像清晰度的方法，包含：
偏振非偏振光以产生具有第一偏振取向的偏振光；
用具有第一偏振取向的所述偏振光照射视野；
将所述偏振光从试验对象反射离开为总的反射光；
将所述总的反射光分离为平行偏振输出和交叉偏振输出；
收集所述交叉偏振输出；
从所述交叉偏振输出产生交叉偏振图像；以及
从而所述交叉偏振图像增强组织的可视性。
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