專利名稱：小目標(biāo)的變速運動光學(xué)層析成像技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及光學(xué)層析成像(OT)系統(tǒng)，具體地涉及可變運動光學(xué)層析成像(VOT)，其中小目標(biāo)諸如生物細胞的運動通過例如機械運動系統(tǒng)控制，所述機械運動系統(tǒng)的運動不必恒定和/或者在一個方向上，而是可以變化或者是多方向的。
背景技術(shù)：
2003年2月18日授予Alan C.Nelson的6,522,775號美國專利包括在本說明書中給參考，該專利名稱為“APPARATURE ANDMETHOD FOR IMAGING SMALL OBJECTS ON A FLOW STREAMUSING OPTICAL TOMOGRAPHY”(后面簡稱FOT設(shè)計)。在Nelson的上述專利申請中，細胞運動在流體中實現(xiàn)，其中懸浮細胞沿著毛細管的單一流動軸線以恒定速度運動。FOT設(shè)計沒有涉及更一般的情況，即細胞運動速度和/或方向可以變化的情況。

發(fā)明內(nèi)容
靶目標(biāo)(1)的三維(3D)重構(gòu)方法包括把靶目標(biāo)裝在線形容器(31)內(nèi)的步驟。用至少一個光學(xué)投影光束(13)照明靶目標(biāo)(1)。運送線形容器(32)直到靶目標(biāo)(1)位于至少一個光學(xué)投影光束(13)的區(qū)域內(nèi)。根據(jù)需要使靶目標(biāo)(33)位于中心并轉(zhuǎn)過多個徑向角度以便在多個徑向角度中每個徑向角度產(chǎn)生一系列投影像(34)。


圖1是簡要示出本發(fā)明一個實施例的把細胞裝載實施毛細管中的一個例子的說明圖；圖2是簡要示出實施本發(fā)明一個實施例的光學(xué)層析成像重構(gòu)圓柱的一個例子的說明圖；圖3是簡要示出實施本發(fā)明一個實施例的可變運動光學(xué)層析成像(VOT)的替代系統(tǒng)的一個例子的說明圖；圖4是簡要示出實施本發(fā)明一個實施例的三維(3D)圖像重構(gòu)的流程圖的的一個例子；圖5是簡要示出實施本發(fā)明一個實施例的三維(3D)圖像重構(gòu)中使用多個偏振濾光器(polarization filter)和/或者相位板的例子。
具體實施例方式
這里結(jié)合與生物細胞有關(guān)的具體例子描述本發(fā)明，但是應(yīng)該理解這些例子只是為了說明本發(fā)明的原理本發(fā)明并不限于此。在一個例子中，構(gòu)建微小體積內(nèi)點密度和發(fā)光強度的三維分布使得能夠測量微小體積內(nèi)任何位置的強度和亮度并確定靶分子或者分子探針的結(jié)構(gòu)位置。通過使用標(biāo)記的分子探針，可以測量附著在微小目標(biāo)的特定結(jié)構(gòu)上的探針質(zhì)量。為了說明目的，諸如生物細胞的目標(biāo)可以通過至少一個貼標(biāo)簽的分子探針標(biāo)記，該探針的測量數(shù)量和位置可以產(chǎn)關(guān)于細胞疾病狀態(tài)的重要信息，包括但不限于各種癌癥，諸如肺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌、乳腺癌、子宮癌和卵巢癌或者傳染物。
參考圖1，簡要示出實施本發(fā)明一個實施例的把細胞裝載毛細管中的一個例子的說明圖。在該例子中，毛細管3的一部分內(nèi)填充細胞1，細胞1被緊緊地裝在管子內(nèi)。每個細胞可以包括細胞核2。毛細管3具有相對于坐標(biāo)系6取向的中心軸4，該坐標(biāo)系在x、y和z方向具有坐標(biāo)。在某些情形，至少一個分子探針53可受限于該細胞內(nèi)。連接有計算機7以便向旋轉(zhuǎn)電機5和運送電機8提供控制信號。可以認(rèn)識到可以利用一個或多個電機、齒輪或射流器件或其他產(chǎn)生運動裝置的等效結(jié)構(gòu)以便實現(xiàn)毛細管或者其他基質(zhì)的必要運送或者旋轉(zhuǎn)運動。在某些情況下，一個或者多個電機可以用人工定位裝置或者齒輪或者其他產(chǎn)生運動的裝置代替，諸如液壓機構(gòu)或者壓電元件。運送軸是z軸，旋轉(zhuǎn)圍繞z軸。連接定位電機9以便在x軸和y軸限定的平面內(nèi)移動細胞，所述平面實質(zhì)上垂直于中心軸，以便根據(jù)需要定心(centration)。
應(yīng)該認(rèn)識到毛細管的曲面起柱面透鏡的作用，而且這種聚焦作用在投影系統(tǒng)中是不希望的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以明白，如果點光源和管之間以及管與探測器表面之間的間隙被填充一種其折射率與毛細管的折射率匹配的材料54，可以消除管產(chǎn)生的光子彎曲，而且管可以與間隙填充材料光耦合(例如通過油或者膠體)。
考慮把細胞裝入毛細管中的例子。優(yōu)選地細胞呈一路縱隊地被入以便他們不重疊。直徑大約為100微米的所有細胞裝入直徑小于100微米的毛細管中的密度可以是每厘米長大約為100個細胞。對于直徑大約為20微米的裸細胞核，可以是每厘米長管子裝入大約500個，其中管子直徑與目標(biāo)尺寸成比例，在這種情況下管子直徑大約為20微米。因此，在幾厘米毛細管長度范圍內(nèi)，可以不重疊地裝入幾千個裸細胞核。通過沿著毛細管的中心軸4運送毛細管，可以實現(xiàn)沿著z方向運動。在光學(xué)層析成像系統(tǒng)重構(gòu)圓柱過程中，在x和y方向移動管子允許目標(biāo)根據(jù)需要在管子內(nèi)定心。通過圍繞它的中心軸4旋轉(zhuǎn)毛細管，可以產(chǎn)生多個徑向投影圖。以恒定速度而且不旋轉(zhuǎn)在z方向移動管模擬光學(xué)層析成像的特殊情況。
移動填充了細胞的管子，而細胞在管內(nèi)靜止，這樣一個優(yōu)點是能夠使靶目標(biāo)停止，然后以允許光學(xué)層析成像依據(jù)一個細胞接著一個細胞的方式幾乎最佳曝光的速度旋轉(zhuǎn)。也就是說，可以改善投影圖像的信噪比，以便比通常以流體系統(tǒng)的恒定速度和典型方向產(chǎn)生更好的圖像。非靶目標(biāo)可以被迅速移動到成像系統(tǒng)的外面，以便在分析包括多個細胞的樣本中的靶細胞過程中提高整體速度。此外，能夠停止在靶目標(biāo)上，然后對于多次投影按照需要旋轉(zhuǎn)的能力幾乎消除了移動的不良影響。而且，可以以亞微米的運動引導(dǎo)運動系統(tǒng)，而且有利地能夠以允許以比探測器像素尺寸能夠提供的分辨率更高的細胞取樣應(yīng)用運動系統(tǒng)。更具體地，可以通過管理運動系統(tǒng)以例如填充半個像素寬度的增量的移動來管理尼奎斯特采樣因子2。類似地，運動系統(tǒng)可以補償探測器填充因素的不足。
現(xiàn)在參考圖2，簡要示出實施本發(fā)明一個實施例的光學(xué)層析成像重構(gòu)圓柱的一個例子的說明圖。其中示出一個VOT結(jié)構(gòu)，VOT結(jié)構(gòu)具有至少一個點光源10b，其沿著管壁的周面11以固定角度設(shè)置。至少一個探測器50b包括至少一個探測器表面12，表面對著至少一個點光源10b，探測器設(shè)置在與點光源同一平面上更寬的周面上。每個點光源把一個光錐13投影在探測器區(qū)域14上，以便投影光錐不重疊在探測器上。應(yīng)該理解也可以使用其他投影結(jié)構(gòu)，諸如利用扇形光束和鉛筆形光束投影的結(jié)構(gòu)。為了便于理解簡化圖形，只示出一個光錐，應(yīng)該理解每個點光源投影一個獨立光錐。根據(jù)具體情況而定，每個光錐的中心軸與與其他光錐的中心軸相交于管中心的中心點15或者管內(nèi)的細胞中間。每次以希望的增量角度16旋轉(zhuǎn)管子，同時保持點光源和探測器結(jié)構(gòu)不變，再采集另一組投影，這樣以不同徑向角度產(chǎn)生一組新的獨立投影，如此下去。
連接計算機7以便向點光源10b、傳感元件12和電動機傳輸數(shù)據(jù)、控制信號和定時信號。計算機可以包含公知計算機或者多個計算機和適于圖像獲取和圖像重構(gòu)處理的陣列處理器。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的重構(gòu)圓柱可以設(shè)計得比FOT設(shè)計更理想。特別是，因為可以旋轉(zhuǎn)靶目標(biāo)，有利地可以利用在每個旋轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生和獲取投影圖像(有時稱為X射線照相)的單個點光源與探測器對設(shè)計重構(gòu)圓柱體。
在圖2所示實施例中，一個VOT重構(gòu)例子具有9個圍繞周邊管壁間隔設(shè)置在20個徑向角度上的光纖點光源。相對的9個探測器表面設(shè)置在與點光源相同平面的較寬周邊上。每個點光源在探測器區(qū)域上投影錐形光束以便投影的光錐在探測器上不重疊。每個錐形光束的中心軸其他錐形光束的中心軸在管中部的中心點或者管內(nèi)細胞中部相交。每次以2度增量旋轉(zhuǎn)管，就采集另一個組投影，以便在增量旋轉(zhuǎn)10次之后，沿圓周大約180度徑向角度以每2度的增量共產(chǎn)生90個獨立的投影。類似地，如果以容納靶目標(biāo)的管為中心并旋轉(zhuǎn)20個1度角度增量，那么將產(chǎn)生180個單獨投影圖像。在產(chǎn)生適當(dāng)數(shù)量投影之后，靶細胞或者容納其他靶細胞的管被沿著z方向傳輸，以便適應(yīng)新的視圖和重復(fù)圖像采集處理。
在該設(shè)計中，相同間隔的點光源的半圓具有設(shè)置在相對半圓上的相對探測器陣列，而且成像系統(tǒng)的所有元件設(shè)置在大致垂直于管軸的同一中心平面內(nèi)。然而，點光源/探測器組合不必位于同一中心平面內(nèi)，點光源可以不同間隔設(shè)置，而且最好在探測器陣列之間散布(interspersed)。
如圖2所示，因為在點光源圓周之上和之下z方向管的無邊界特性和包含重構(gòu)區(qū)域51的探測器，因此在重構(gòu)區(qū)域51的上面和下面設(shè)置附加光源10a、10c和附加探測器50a將有助于產(chǎn)生改進計算機化的圖像重構(gòu)的精度的圖像。注意在特別實施例中，重構(gòu)區(qū)域可以包括通過放置一組點光源和探測器限定的平面。這些重構(gòu)技術(shù)也可以應(yīng)用到流體光學(xué)層析成像(FOT)系統(tǒng)設(shè)計中。
參考圖3，示出實施本發(fā)明一個實施例的可變運動光學(xué)層析成像(VOT)的替代系統(tǒng)的一個例子。特別有用的設(shè)計包括把點光源17b的環(huán)放置在一個靠近探測器19b環(huán)剛好在上面或者下面的平面18上，所述探測器環(huán)19b圍繞探測器面21設(shè)置，以便投影光錐對準(zhǔn)它們各自的探測器表面，并且細胞20的中心位于兩個平面之間所有投影光錐重疊的點上。在該結(jié)構(gòu)中，可以在整個360度徑向圓周對細胞采樣以便實現(xiàn)理想圖像重構(gòu)，假設(shè)有足夠數(shù)量的點光源/探測器對，等等，而不需要旋轉(zhuǎn)管子。而且，在重構(gòu)區(qū)域52的上面和/或者下面設(shè)置其它組的點光源17a、17c和相對探測器19a和19c來改善計算機圖像重構(gòu)的精度也是有幫助的。在圖3所示例子中，重構(gòu)區(qū)域52位于平面18的上面和/或下面。該結(jié)構(gòu)也適用于FOT。
在前面的例子中，利用從錐形光束結(jié)構(gòu)獲得2D投影圖像實現(xiàn)3D圖像重構(gòu)。也可以使用扇形光束結(jié)構(gòu)，其使用扇形光束重構(gòu)算法通過層積重構(gòu)自線形(1D)投影的相鄰平面圖像產(chǎn)生3D圖像。通過扇形光束結(jié)構(gòu)，在細胞1被移動通過光源時，被校準(zhǔn)產(chǎn)生扇形光束的多個點光源10b與圍繞管周邊安裝的相對探測器12可以在多個投影角度對整個細胞采樣。因此通過對細胞投影在x-y平面上重構(gòu)形成2D薄片，細胞被光學(xué)分割成部分。通過層積或者數(shù)學(xué)結(jié)合連續(xù)薄片，將產(chǎn)生細胞的3D圖像。細胞的3D圖像可以產(chǎn)生提供診斷信息的亞細胞結(jié)構(gòu)的數(shù)量尺寸和標(biāo)記分子探針的數(shù)量和位置。
光源每個光源可以具有相同的一般特性，最好*它接近于用于錐形光束結(jié)構(gòu)的小圓光源；*它應(yīng)該明亮、均勻并具有公知光譜成分；*從光源發(fā)射的光子可以具有公知結(jié)構(gòu)，諸如錐形光束或者扇形光束。
而且，通過利用不同二極管發(fā)射器或者其他激光器選擇，或者通過白色帶通濾光器或者其他寬帶光源可選擇光源波長，例如水銀燈或者氙燈。
有幾種選擇可以用于產(chǎn)生點光源，諸如*激光器或者其他高強度光子源前面的小孔*具有小截面和小表面孔徑的光纖*光子源前面的短焦距透鏡*激發(fā)熒光表面上一點的電子束(一種CRT)和*不述不同形式的組合結(jié)構(gòu)是這樣，由于更靠近光源的物體對著較寬幾何角度，點光源越靠近靶目標(biāo)(細胞)，放大率越大。簡單投影系統(tǒng)中的放大率大約為M＝(A+B)/A，其中A是點光源與目標(biāo)(細胞)之間的距離，B是目標(biāo)與探測器之間的距離。相反，如果在系統(tǒng)設(shè)計之前知道所需要的分辨率，那么可以針對特別分辨率優(yōu)化結(jié)構(gòu)。關(guān)于背景技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以參考Blass.M主編的Handbook of OpticsFiber Optics andNonlinear Optics，第二版，第五卷，Mcgraw-Hill，2001。
參考圖4，示出實施本發(fā)明一個實施例的三維(3D)圖像重構(gòu)的流程圖的的一個例子。如同通過本發(fā)明前面的一個例子實施一樣，3D圖像重構(gòu)步驟30包括在步驟31把細胞放置在管子內(nèi)；在步驟32把管子傳輸?shù)降谝粋€靶細胞被定位；步驟33，根據(jù)需要定心細胞；步驟34，在每個不同旋轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生一組投影；步驟35，確定數(shù)據(jù)組何時完成；重復(fù)并步驟32至35的處理直到所有靶細胞已經(jīng)分析完成。在步驟36處理結(jié)束，例如處理可以使用個人計算機諸如計算機7運行的計算機軟件程序?qū)崿F(xiàn)。
圖像重構(gòu)最通常和最容易實施的重構(gòu)算法公知是濾波反投影法(filteredbackprojection)，是從使用錐形光束和扇形光束結(jié)構(gòu)的計算機控制X光層析成像技術(shù)(CT)的類似范例得出的(參見下面的參考文件，例如作者為Kak.A.C and Slaney，M.P，名稱為Principles of ComputerizedTomographic Imaging，IEEE Press，New York 1988出版，and作者為Herman，G，名稱為Image Reconstruction from ProjectionsTheFundamentals of Computerized Tomography，Academic Press，NewYork1980出版)。這些方法基于改進的氡變化理論，該理論反映光源/探測器結(jié)構(gòu)的特定幾何結(jié)構(gòu)和發(fā)射光束的光路。然而，在臨床X光CT情況下，人體目標(biāo)一般被保持不動，而X光源和探測器陣列圍繞患者沿著弧形或者螺旋線移動，以便從多個投影角度采集數(shù)據(jù)。然后，人體目標(biāo)可以沿著z軸重新定位并采集另一組數(shù)據(jù)等?；蛘撸诟鼮楝F(xiàn)代的臨床螺旋CT中，可以連續(xù)在z方向傳送患者，同時連續(xù)旋轉(zhuǎn)光源—探測器組件以便提供螺旋線投影數(shù)據(jù)，然后把所述螺旋線數(shù)據(jù)插入以便提供垂直于患者z軸的投影。
在流體光學(xué)層析成像技術(shù)(FPT)和變速運動光學(xué)層析成像技術(shù)(VOT)中，目標(biāo)(細胞)相對于靜止光源和探測器陣列移動，其中多個光源/探測器系統(tǒng)以如下方式沿著細胞速度矢量與特定門通時間點同步獲得數(shù)據(jù)，即在給定薄片或體積內(nèi)產(chǎn)生多個投影角度數(shù)據(jù)。對于使用扇形光束一個薄片接著一個薄片掃描，重構(gòu)算法將計算出垂直于運動軸的平面的2D圖像，并且順序?qū)臃e多個薄片將產(chǎn)生物體的3D圖像，物體的3D圖像的對比度分別是進行CT成像或者流體光學(xué)層析成像的物體中強度測量的X光束衰減系數(shù)或者光吸收系數(shù)變化的函數(shù)。對于體積，錐形光束掃描重構(gòu)算法直接通過平面變換或者發(fā)光投影計算細胞或者其他目標(biāo)內(nèi)的體積的3D圖像，其中對比度是成像物體內(nèi)光強度和/或標(biāo)記探針強度分布的函數(shù)。
希望產(chǎn)生細胞密度重構(gòu)的發(fā)光數(shù)據(jù)或者重構(gòu)標(biāo)記探針分布的發(fā)光數(shù)據(jù)(如果有，來自內(nèi)部光源)或者二者用于圖像重構(gòu)算法，而不是濾波反投影法。一般公知為疊代重構(gòu)算法種類在某些情況下更有效以在重構(gòu)算法中包括先驗信息以便提高重構(gòu)質(zhì)量，尤其是發(fā)光層析成像技術(shù)，或當(dāng)可能時，如同本發(fā)明情況下，已知目標(biāo)的軸對稱和三部分特性(例如參見Gilbert，P.，“Iterative Methods for the Three-dimensionalReconstruction of an Object from Projections，”，Journal of TheoreticalBiology 36105-17，1972，及上面指出的其他參考文獻)。
現(xiàn)在參考圖5，簡要示出實施本發(fā)明一個實施例的三維(3D)圖像重構(gòu)中使用多個偏振濾光器和/或者相位板的例子。所有圖像重構(gòu)算法對于投影數(shù)據(jù)中各種形式噪聲都是敏感的，諸如散射和衍射。在光層析成像技術(shù)中，光散射和衍射變得很明顯，其中在欲重構(gòu)目標(biāo)范圍內(nèi)照明光子的波長與希望分辨率的波長具有相同數(shù)量級并且光層析成像技術(shù)中目標(biāo)包括與照明波長相同數(shù)量級的結(jié)構(gòu)。通過使用偏振濾光器和/或相位板，能夠改變光子偏振狀態(tài)或者導(dǎo)致相位漂移的相互作用提供去掉或者減少投影圖像中的雜散光的幾率。例如，如果通過第一線性偏振元件41對點光源37濾光，然后產(chǎn)生第一偏振光束39照射在目標(biāo)42上。光線40代表由于照射在目標(biāo)42上的第一偏振光線39散射的光子。傳感器45的表面定位以檢測點光源37產(chǎn)生的投影圖像，表面類似地被與第一線性偏振元件41具有相同方位的第二線性偏振元件43濾光。如同光線40所示，光矢量改變的光子將被檢測并去掉。同時，沒有散射的光線通過兩個偏振濾光器產(chǎn)生不沒有散射的部分光44，入射到傳感器45上。為了去掉相位漂移，可以把相位板46放置在靠近第二線性偏振元件43位置。這樣，可以顯著降低由于偏振和相位產(chǎn)生的背景噪聲。
權(quán)利要求
1.一種靶目標(biāo)(1)的三維(3D)重構(gòu)方法，包括如下步驟(a)把一組靶目標(biāo)裝在線形容器(31)內(nèi)；(b)用至少一個光學(xué)投影光束(13)照明一組靶目標(biāo)(1)中的至少一個目標(biāo)；(c)運送所述線形容器(32)直到所述至少一個目標(biāo)位于至少一個光學(xué)投影光束(13)的區(qū)域內(nèi)；(d)根據(jù)需要使所述至少一個目標(biāo)(33)位于中心；(e)旋轉(zhuǎn)所述至少一個目標(biāo)(34)通過多個徑向角度；(f)在所述多個徑向角度中每個徑向角度產(chǎn)生一組投影圖像(34)；(g)對目標(biāo)(35，36)重復(fù)步驟(b)到目標(biāo)(f)直到掃描完成所述一組靶目標(biāo)(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述至少一個目標(biāo)是細胞(1)或者細胞核(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中把一組靶目標(biāo)(31)放置在線形容器(3)內(nèi)的步驟包括把多個細胞(1)放置在管內(nèi)的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中所述光學(xué)投影光束選自包括扇形光束和錐形光束(13)的組。
5.一種使用重構(gòu)圓柱(52)設(shè)計的重構(gòu)靶目標(biāo)(1)的三維(3D)的方法，其中點光源(17a，17b，17c)的平面和探測器元件(19a，19b，19c)的平面為不同平面但是彼此平行，其中重構(gòu)圓柱(52)在樣本周圍設(shè)置有光源和探測器，該方法包括如下步驟(a)把靶目標(biāo)裝在線形容器(31)內(nèi)；(b)用多個光學(xué)投影光束(13)照明一個靶目標(biāo)(1)之一；(c)運送所述線形容器(32)直到所述至少一個目標(biāo)(1)位于所述多個光學(xué)投影光束(13)的區(qū)域內(nèi)；(d)根據(jù)需要使所述至少一個目標(biāo)(33)位于中心；以及(e)在多個角度(34)產(chǎn)生一組投影像。
6.一種重構(gòu)圓柱(52)，重構(gòu)圓柱包括至少一個點光源(17a，17b，17c)和至少一個被定位以接收來自所述至少一個點光源(17a，17b，17c)的信息的探測器(19a，19b，19c)，其中通過在重構(gòu)圓柱內(nèi)旋轉(zhuǎn)樣本產(chǎn)生分離的投影，以便來自所述至少一個點光源(17a，17b，17c)的光入射到在至少一個探測器(19a，19b，19c)上形成投影圖像的所述樣本上。
7.一種變速運動光學(xué)層析成像(VOT)系統(tǒng)，包括用于容納靶目標(biāo)(1)的管(3)，管具有管壁和中心軸(4)；多個點光源(10a，10b，10c，)，配置其在管壁沿圓周投射光；多個相對探測器表面(12)，其設(shè)置在與點光源(10a，10b，10c，)相同平面的較寬圓周上，以便形成重構(gòu)區(qū)域(52)，以便每個點光源(10a，10b，10c，)把光束(13)投影在探測器區(qū)域(12)上，從而在多個相對探測器表面中的任何一個上一個光束與另一個光束不重疊，并使每個光束的中心軸與其他光束的中心軸在所述管子(3)相交；以及以變速運動的方式移動所述管的裝置(8，9)，所述裝置連接到所述管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中用于移動的所述裝置包括計算機控制的移動裝置(7，8，9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中用于移動的所述裝置包括用于轉(zhuǎn)動所述管的裝置(5)，以便每旋轉(zhuǎn)管子一個旋轉(zhuǎn)位移量就采集一組投影。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述多個點光源(10a，10b，10c，)包括兩個或多個點光源。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中多個點光源(10a，10b，10c，)包括兩個或多個點光源。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中半圓型布置的間隔點光源具有沿一相對半圓設(shè)置的相對探測器陣列(50a，50b，50c)，所述間隔點光源(10a，10b，10c，)和所述相對探測器陣列(50a，50b，50c)通常定位在通常垂直于所述管的中心軸(4)的同一中心平面內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中多個點光源(10a，10b，10c)和多個相對探測器表面(12)位于同一平面內(nèi)，并且所述多個點光源(10a，10b，10c)散步在探測器陣列之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中設(shè)置附加點光源(17a，17b，17c)和探測器(19a，19b，19c)在所述重構(gòu)區(qū)域(52)的上面和/或下面以便提供附加投影數(shù)據(jù)。
14.一種變速運動的光學(xué)層析成像(VOT)系統(tǒng)，包括用于容納靶目標(biāo)(1)的管(3)；位于一個平面內(nèi)的點光源(17a，17b，17c，)環(huán)，其中該平面大約位于靠近探測器(19a，19b，19c)環(huán)的上面或下面，所述探測器(19a，19b，19c)環(huán)經(jīng)所述管(3)沿探測器平面設(shè)置，以便點光源(17a，17b，17c，)環(huán)把投影光束投射在重構(gòu)區(qū)域(52)內(nèi)的相對探測器表面上，所述細胞(1)的中心位于兩個平面之間的所有投影光束重疊的點。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，進一步包括用于提供計算機控制變速運動的裝置(7，8，9)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，進一步包括用于旋轉(zhuǎn)所述管(3)的裝置(5)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述光學(xué)投影光束保含由扇形光束構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中光學(xué)投影光束包含錐形光束(13)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中附加點光源(17a，17b，17c)組和探測器(19a，19b，19c)組設(shè)置在所述重構(gòu)區(qū)域(52)的上面和/或下面以便向計算化的圖像重構(gòu)算法提供附加投影數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中至少兩個偏振濾光器(41，43)設(shè)置在至少一個點光源(37)和至少一個探測器(45)之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中至少兩個偏振濾光器(41，43)設(shè)置在多個點光源(37)和多個相對探測器表面(45)之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中至少兩個偏振濾光器(41，43)設(shè)置在所述點光源(17a，17b，17c)環(huán)和相對探測器表面(19a，19b，19c)之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中至少一個相位板(46)設(shè)置在所述目標(biāo)(42)和至少一個探測器(45)之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中至少一個相位板(46)設(shè)置在所述目標(biāo)(42)和多個相對探測器表面(12)之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中至少一個相位板(46)設(shè)置在所述目標(biāo)(42)和相對探測器表面(12)之間。
26.一種光學(xué)層析成像系統(tǒng)，其具有至少一個點光源和至少一個目標(biāo)，在至少一個點光源和至少一個目標(biāo)之間具有間隔，其中至少一個點光源和目標(biāo)之間的間隔和目標(biāo)與至少一個探測器表面之間的間隔填充折射率與管子折射率匹配的材料。
全文摘要
一種靶目標(biāo)(1)的三維(3D)重構(gòu)方法，包括如下步驟把靶目標(biāo)裝在線形容器(31)內(nèi)。用至少一個光學(xué)投影光束(13)照明靶目標(biāo)(1)。運送線形容器(32)直到靶目標(biāo)(1)位于至少一個光學(xué)投影光束(13)的區(qū)域內(nèi)。根據(jù)需要使所述至少一個靶目標(biāo)(33)位于中心并旋轉(zhuǎn)靶目標(biāo)通過多個徑向角度，以便在多個角度中的每個徑向角度產(chǎn)生一系列投影像(34)。
文檔編號A61B10/00GK1655716SQ03812138
公開日2005年8月17日 申請日期2003年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月19日
發(fā)明者A·C·尼爾森 申請人:維森蓋特有限公司