專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于混濁介質(zhì)成像的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及光學(xué)成像領(lǐng)域，更具體地但非限制性地涉及光學(xué)乳房造影術(shù)。
背景技術(shù)：
：美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,718,195B2和美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US6，922，582B2示出了用于通過(guò)光學(xué)成像對(duì)混濁介質(zhì)中異常區(qū)域進(jìn)行定位的方法和設(shè)備。這些方法可用于用光檢查女性身體的乳房的光學(xué)乳房造影術(shù)。所述方法產(chǎn)生一些圖像，這些圖像中可以清楚地分辨例如腫瘤的任何異常。這通過(guò)在混濁介質(zhì)的圖像中提供標(biāo)記來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢詮腟.B.Colak等人在1999年七月/八月第5巻第4期的IEEE量子電子學(xué)選定題目學(xué)報(bào)的"ClinicalOpticalTomographyandMRSpectroscopyforBreastCancerDetection(用于乳房癌檢測(cè)的臨床光學(xué)乳房造影術(shù)和近紅外光譜法)"中已知這種方法和設(shè)備?？梢詫⒁阎姆椒ê驮O(shè)備用于對(duì)生物組織內(nèi)部成像。尤其是可以將該方法和設(shè)備用于對(duì)出現(xiàn)在人類(lèi)或動(dòng)物雌性身體乳房組織中的任何腫瘤進(jìn)行視覺(jué)定位的活性乳房檢査的醫(yī)療診斷。根據(jù)己知方法，混濁介質(zhì)連續(xù)受到來(lái)自各輻射位置的光的輻射。隨后，在多個(gè)測(cè)量位置處對(duì)從各輻射位置延伸出的、透過(guò)該混濁介質(zhì)沿不同光路傳輸?shù)墓鈴?qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。將所測(cè)量的強(qiáng)度用于重建混濁介質(zhì)的圖像。在該圖像中再現(xiàn)了透過(guò)該組織傳輸?shù)墓馑p的空間分布。光受到組織的衰減，其中該組織散射并吸收了光。在D.Grosenick等人在Phys.Med.Biol.50(2005)2429-2449中特定第7節(jié)2443頁(yè)至2446頁(yè)的"Time-domainscanningopticalmammography:I.Recordingandassessmentofmammogramsof154patients(時(shí)域掃描光學(xué)乳房造影術(shù)I.154名病人的乳房X射線照片的記錄和評(píng)估)"和2005年賓夕法尼亞大學(xué)RegineChoe的學(xué)^立論文"Diffbseopticaltomographyandspectroscopyofbreastcancerandfetalbrain(乳房癌禾卩月臺(tái)兒大腦的漫射光學(xué)體層照相術(shù)和光譜術(shù))"中公開(kāi)了類(lèi)似技術(shù)。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于對(duì)混濁介質(zhì)成像的設(shè)備，包括對(duì)掃描平面的預(yù)定最大區(qū)域進(jìn)行光學(xué)掃描以獲取成像數(shù)據(jù)的裝置，用于檢測(cè)該混濁介質(zhì)外部輪廓的裝置，以及對(duì)光學(xué)掃描進(jìn)行控制使得對(duì)小于最大區(qū)域且覆蓋了外部輪廓的最大區(qū)域的子區(qū)域進(jìn)行掃描的裝置?？梢酝ㄟ^(guò)光學(xué)掃描系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)用于光學(xué)掃描的裝置，可以通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)用于檢測(cè)外部輪廓的裝置，以及可以通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用于控制的裝置。光學(xué)掃描系統(tǒng)具有合適的光源或者可以與這種光源連接。此外，光學(xué)掃描系統(tǒng)具有用于檢測(cè)所傳輸?shù)妮椛浜?或返回輻射的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器，和/或可與這樣一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器相連。光學(xué)掃描系統(tǒng)可以有或者可以沒(méi)有位于該光學(xué)掃描系統(tǒng)的源和目標(biāo)端處的分離檢測(cè)器。用光來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)掃描，諸如激光。術(shù)語(yǔ)"光"應(yīng)放在本發(fā)明的上下文中理解，意思是大約在400和1400nm之間可見(jiàn)或紅外波段中的波長(zhǎng)的電磁輻射。可以將混濁介質(zhì)理解為包含高光散射材料的物質(zhì)。更具體地說(shuō)，在本發(fā)明的上下文中，可以將術(shù)語(yǔ)混濁介質(zhì)理解為意思是生物組織?？梢詫惓^(qū)域理解為意思是在該區(qū)域中的混濁介質(zhì)與周?chē)鷧^(qū)域中的混濁介質(zhì)相比有任何形式或形狀的異常。更具體地說(shuō)，在本發(fā)明的上下文中，可以將這個(gè)區(qū)域理解為意思是包括腫瘤組織的區(qū)域。因?yàn)楸景l(fā)明無(wú)需為圖像獲取使用x射線，所以本發(fā)明尤其有利。此外，本發(fā)明解決了減少圖像獲取時(shí)間的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的實(shí)施例解決了這個(gè)和/或其它技術(shù)問(wèn)題，諸如改善所獲取圖像的銳度和/或空間分辨率。要注意到，本發(fā)明純粹涉及成像，并不涉及人體治療或診斷。因?yàn)橐阎巳榉客獠枯喞蟠蟊阌谌榉拷M織的吸收和散射屬性的重建以及熒光造影劑的濃度重建，因此本發(fā)明的實(shí)施例尤其有利。此外，通過(guò)將光學(xué)掃描限制在最大可掃描區(qū)域的子區(qū)域，可以顯著減少圖像獲取時(shí)間。由于在進(jìn)行光學(xué)掃描之前檢測(cè)混濁介質(zhì)的外部輪廓的事實(shí)，這使得將光學(xué)掃描限制于子區(qū)域內(nèi)，該子區(qū)域仍覆蓋混濁介質(zhì)，但減少了混濁介質(zhì)外部的非圖像獲取感興趣區(qū)域的覆蓋。圖像獲取時(shí)間的減小十分有利于動(dòng)態(tài)造影劑研究以及減輕在數(shù)據(jù)獲取期間諸如由于呼吸引起的病人運(yùn)動(dòng)問(wèn)題從而產(chǎn)生更清晰的圖像。此外，對(duì)于諸如用于對(duì)造影劑灌注(washin)和/或清除(washout)過(guò)程進(jìn)行成像的動(dòng)態(tài)測(cè)量來(lái)說(shuō)，減少數(shù)據(jù)獲取時(shí)間尤其有利。數(shù)據(jù)獲取時(shí)間的減少能夠在灌注和/或清除期間獲得更多圖像。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用可移動(dòng)光纖來(lái)進(jìn)行光學(xué)掃描。通過(guò)諸如xy-步進(jìn)電機(jī)的裝置將光纖移入掃描位置?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量頭承載可移動(dòng)光纖。除了用于輻射該混濁介質(zhì)的光纖之外，測(cè)量頭還可以承載用于檢測(cè)返回輻射的多個(gè)光纖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將固定光源和可控鏡用于進(jìn)行光學(xué)掃描。例如，將所謂的電鏡(galvanomirror)用作這種進(jìn)行光學(xué)掃描的可控鏡。這便于將電荷耦合器件(CCD)傳感器陣列用于檢測(cè)作為對(duì)光學(xué)掃描的響應(yīng)從混濁介質(zhì)在相反方向返回的返回輻射。因?yàn)镃CD傳感器陣列不需要移動(dòng)，所以這尤其有利。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在各種位置處檢測(cè)在相反方向上從混濁介質(zhì)返回的返回輻射。位于源端的檢測(cè)器可以設(shè)計(jì)用來(lái)覆蓋距源有不同距離的各種檢測(cè)位置?？梢酝ㄟ^(guò)CCD傳感器陣列或其它方式在測(cè)量頭處實(shí)現(xiàn)這些檢測(cè)位置。這使得能夠檢測(cè)沿各種路徑通過(guò)混濁介質(zhì)傳輸?shù)竭_(dá)源端上檢測(cè)器之一的返回輻射。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將連續(xù)波長(zhǎng)光或亞納秒光脈沖序列用于進(jìn)行該光學(xué)掃描。在使用亞納秒光脈沖序列的情況中，獲取了作為對(duì)光學(xué)掃描的響應(yīng)接收到的返回輻射和/或傳輸輻射的脈沖波形。將脈沖波形信息用作成像數(shù)據(jù)，因?yàn)樗嘘P(guān)該混濁介質(zhì)沿各光子軌跡的反射和吸收屬性的信息。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，為了覆蓋通過(guò)該混濁介質(zhì)的較大數(shù)量的不同光徑，從兩個(gè)方向進(jìn)行光學(xué)掃描，例如從兩個(gè)相對(duì)方向。出于該目的，為了改變進(jìn)行光學(xué)掃描的方向，可以關(guān)于源和目標(biāo)板可旋轉(zhuǎn)地安裝光學(xué)掃描器的至少一個(gè)組件。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，檢測(cè)出通過(guò)該混濁介質(zhì)返回或傳輸?shù)某醮魏投屋椛?。在光學(xué)掃描處理期間輻射該混濁介質(zhì)的光直接產(chǎn)生了初次輻射。因此，初次輻射是由于該混濁介質(zhì)內(nèi)的散射和吸收引起的。在源端將初次輻射作為初次返回輻射進(jìn)行接收，在目標(biāo)端將初次輻射作為初次傳輸輻射進(jìn)行接收。二次輻射是由于該混濁介質(zhì)的光子發(fā)射引起的，諸如在施予了熒光劑之后受入射源光束激勵(lì)出的熒光引起的。因此，二次輻射可以具有比初次輻射不同的頻率。也可以在源端檢測(cè)二次輻射("二次返回輻射")和/或在目標(biāo)端檢測(cè)二次輻射("二次傳輸輻射")。本發(fā)明的實(shí)施例便于初次和二次輻射的時(shí)間分辨檢測(cè)，諸如激光和感生熒光的檢測(cè)。在目標(biāo)端和源端都檢測(cè)了初次和二次輻射，增強(qiáng)了投影方向上的空間分辨率。因?yàn)閬?lái)自不同深度的信號(hào)在不同時(shí)間到達(dá)檢測(cè)器并且具有不同的時(shí)間形狀，諸如激光的光源的漫反射入射光以及熒光包含了有關(guān)混濁介質(zhì)中諸如腫瘤的結(jié)構(gòu)的深度信息。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將距光源有不同距離的多個(gè)檢測(cè)器用作對(duì)由檢測(cè)光采樣的組織體所做測(cè)量的最大靈敏度，其近似是具有與源和檢測(cè)器平面間距的約一半對(duì)應(yīng)的最大深度的曲線形狀。采用多個(gè)檢測(cè)器允許同時(shí)覆蓋一個(gè)深度范圍。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，為了達(dá)到最大靈敏度，該設(shè)備關(guān)于源與目標(biāo)板之間的中間平面對(duì)稱(chēng)。本發(fā)明的另一個(gè)方面中涉及成像設(shè)備和成像方法，其包括了將連續(xù)波或脈沖輻射用于進(jìn)行光學(xué)掃描的諸如掃描系統(tǒng)的光學(xué)掃描裝置，并且還包括了用于初級(jí)和/或二次輻射的波和/或脈沖的波形的時(shí)間分辨獲取的裝置(124)?？梢詫⑦@種方案獨(dú)立使用或與上述混濁介質(zhì)外部輪廓的獲取相結(jié)合使用以減少掃描區(qū)域。本發(fā)明的另一個(gè)方面中涉及成像設(shè)備和成像方法，其包括諸如掃描系統(tǒng)的用于光學(xué)掃描的裝置，以及為了減少源-目標(biāo)方向上混濁介質(zhì)的厚度用于對(duì)位于源和目標(biāo)板之間的諸如女性乳房的混濁介質(zhì)進(jìn)行輕度擠壓的機(jī)械裝置。這具有的優(yōu)勢(shì)是可以充分改進(jìn)所傳輸?shù)妮椛鋸?qiáng)度從而改善信噪比。這可以與上述為了減少掃描區(qū)域而進(jìn)行的混濁介質(zhì)外部輪廓的獲取相結(jié)合使用，也可以不與之結(jié)合使用。下面，參考所附各圖，以示例的方式更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的各實(shí)施例:圖1A是本發(fā)明成像設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖1B示出了傳輸和返回輻射的示例性脈沖波形；圖2是本發(fā)明成像設(shè)備的一個(gè)可替換實(shí)施例的橫截面示意圖；圖3是用于源端的測(cè)量頭的頂部示意圖；圖4是用于目標(biāo)端的測(cè)量頭的頂部示意圖；圖5是表示通過(guò)混濁介質(zhì)的多個(gè)不同光子軌跡的橫截面示意圖；圖6示出了用于初次和二次輻射順序檢測(cè)的檢測(cè)器的第一個(gè)實(shí)施例；圖7示出了用于初次和二次輻射同時(shí)檢測(cè)的檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例；圖8是將CCD傳感器陣列用作檢測(cè)器的本發(fā)明成像設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖9是說(shuō)明本發(fā)明一種方法的第一實(shí)施例的流程圖；圖IO是說(shuō)明本發(fā)明一種方法的第二實(shí)施例的流程圖。具體實(shí)施方式在整個(gè)下面詳細(xì)說(shuō)明中以相同的參考編號(hào)表示本發(fā)明各實(shí)施例中所示的具有相應(yīng)功能的類(lèi)似元素。圖1示出了用于諸如光學(xué)乳房造影術(shù)的生物組織光學(xué)成像的成像設(shè)備100。成像設(shè)備100具有源板102和目標(biāo)板104。源板102和目標(biāo)板104包圍出用于容納諸如婦女乳房的要成像混濁介質(zhì)的空間。在這里所考慮的實(shí)施例中，源板102和目標(biāo)板104基本上平行并且在垂直方向上延伸?？商鎿Q地，也可以使源和目標(biāo)板102、104以其他方式取向，例如水平。板102和104之間距離是可調(diào)的。這便于在保持婦女足夠舒適度的同時(shí)對(duì)板102、104之間的乳房進(jìn)行輕度擠壓。對(duì)兩板之間的乳房進(jìn)行輕壓具有更高強(qiáng)度的傳輸初次和二次輻射的優(yōu)勢(shì)，并且乳房不易因例如呼吸或其他病人運(yùn)動(dòng)而引起無(wú)意移動(dòng)。源板102定義了源平面106，而目標(biāo)板104定義了目標(biāo)平面108。成像設(shè)備100具有光學(xué)掃描器110，該光學(xué)掃描器110包括諸如各種頻率激光源的一個(gè)或多個(gè)光源。該光學(xué)掃描器位于成像設(shè)備100的源端。將該光學(xué)掃描器110與控制圖像數(shù)據(jù)獲取過(guò)程的電子設(shè)備112相連。該電子設(shè)備112可以是諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，或者是專(zhuān)用的電子系統(tǒng)。光學(xué)掃描器110可受該電子設(shè)備112控制，使得輻射到達(dá)源平面106的任何一個(gè)預(yù)定掃描位置處，如圖1中通過(guò)示例方式示出的掃描位置x,到Xn。光學(xué)掃描器IIO受到電子設(shè)備112的控制用于進(jìn)行xy-平面的掃描。如圖1所示最大可掃描區(qū)域是從掃描位置X,到掃描位置Xn。類(lèi)似地，在圖1的源平面102中有未示出的最大Y掃描位置。為了便于說(shuō)明而并非限制一般性，以下說(shuō)明僅涉及X方向。成像設(shè)備100在源和目標(biāo)端都有檢測(cè)器。源檢測(cè)器用于檢測(cè)從混濁介質(zhì)返回到相反方向的初次和/或二次返回輻射，而目標(biāo)檢測(cè)器用于檢測(cè)沿從源到目標(biāo)端光子軌跡傳播的初次和/或二次傳輸輻射。關(guān)于圖2至圖8的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明源和目標(biāo)檢測(cè)器的實(shí)施例。將電子設(shè)備112連接到用于對(duì)分別到達(dá)源平面106和目標(biāo)平面108的返回和傳輸輻射進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取的目標(biāo)和源檢測(cè)器。優(yōu)選地，將亞納秒光脈沖序列用于進(jìn)行光學(xué)掃描。圖1示意性示出了該光學(xué)掃描器110的光源提供的光脈沖114;該光脈沖114到達(dá)源平面106的一個(gè)掃描位置Xi處。當(dāng)通過(guò)源和目標(biāo)板102、104之間的混濁介質(zhì)傳播時(shí)由于散射，光脈沖114實(shí)際變得更長(zhǎng)。此外，取決于促成所檢測(cè)到的光脈沖的各種光子軌跡，光脈沖114的形狀發(fā)生改變。例如，作為對(duì)光脈沖114的響應(yīng)在目標(biāo)平面108處檢測(cè)到一個(gè)光脈沖116。也作為對(duì)光脈沖114的響應(yīng)在源平面106處檢測(cè)到另一個(gè)光脈沖118。如關(guān)于圖5更詳細(xì)說(shuō)明的，因?yàn)閺奈挥谀繕?biāo)板104和106之間的混濁介質(zhì)返回的光脈沖116和118是由于通過(guò)混濁介質(zhì)的不同光子軌跡引起的，所以它們具有不同的形狀和長(zhǎng)度。電子設(shè)備112具有用于檢測(cè)位于源板102和目標(biāo)板104之間的混濁介質(zhì)的外部輪廓的模塊120。可以采用從源檢測(cè)器和/或目標(biāo)檢測(cè)器提供的信號(hào)進(jìn)行輪廓檢測(cè)。例如，如果采用CCD傳感器實(shí)現(xiàn)源或目標(biāo)檢測(cè)器之一，則為了獲取混濁介質(zhì)的輪廓可以獲得混濁介質(zhì)的圖像。此外，電子設(shè)備112具有用于控制光學(xué)掃描器110的模塊122。為了從光學(xué)掃描處理中排除對(duì)混濁介質(zhì)成像不感興趣的區(qū)域，可以采用所檢測(cè)的外部輪廓迸行掃描控制122。電子設(shè)備112具有用于對(duì)源和目標(biāo)檢測(cè)器提供的諸如光脈沖116和118的信號(hào)進(jìn)行接收和分析的數(shù)據(jù)獲取模塊124。模塊126用于采用所獲取的數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像。根據(jù)實(shí)現(xiàn)和/或所選定的操作模式，模塊126可以為在目標(biāo)和源端檢測(cè)到的輻射產(chǎn)生分別的圖像，和/或?yàn)槌醮魏投屋椛洚a(chǎn)生分別的圖像?？商鎿Q地，模塊126可以將在目標(biāo)和源端處獲得的數(shù)據(jù)和/或初次和二次返回輻射合并為單個(gè)圖像。將電子設(shè)備112與用于顯示結(jié)果圖像的監(jiān)視器128相連。要注意到可以在緊密或松散連接的相同或不同物理單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)該電子設(shè)備112的各種模塊。特別是，可以由例如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式協(xié)同工作和連接的多個(gè)協(xié)同工作的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)該電子設(shè)備的功能。下面考慮了用于光學(xué)乳房造影術(shù)的成像設(shè)備100的應(yīng)用。在操作中，將第一個(gè)婦女的乳房130放在源板102和目標(biāo)板104之間。接著，檢測(cè)出乳房130的外部輪廓?？梢酝ㄟ^(guò)乳房130在xy平面上的投影來(lái)獲得乳房130的外部輪廓。這可以通過(guò)使用源和/或目標(biāo)檢測(cè)器或一個(gè)單獨(dú)照相機(jī)對(duì)乳房130進(jìn)行圖像拍攝來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了在xy平面中進(jìn)行乳房的外部輪廓檢測(cè)，將例如通過(guò)圖像拍攝從乳房130獲得的圖像數(shù)據(jù)輸入到模塊120中。乳房130在xy平面上投影的外部輪廓為定義最大可掃描區(qū)域內(nèi)的子區(qū)域提供了定界線。因?yàn)橹恍枰谌榉?30的乳房組織位于源板102和目標(biāo)板104之間的位置處進(jìn)行掃描，所以可以將該光學(xué)掃描處理限制在該子區(qū)域內(nèi)。換句話說(shuō)，如果沿著z方向在掃描位置Xa、Ya處沒(méi)有乳房130的乳房組織，那么該掃描位置就在外部輪廓以外，這使得不需要掃描該掃描位置。因此，模塊122對(duì)光學(xué)掃描器110進(jìn)行控制，使得只掃描感興趣掃描位置處的xy平面。這就能夠充分減少進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取所需的時(shí)間，尤其是對(duì)于較小乳房來(lái)說(shuō)可以減少時(shí)間。因?yàn)閿?shù)據(jù)獲取時(shí)間的減少可以提高病人的舒適度，所以這就尤為有利。另外，因?yàn)閿?shù)據(jù)獲取時(shí)間的減少會(huì)使病人在更短圖像數(shù)據(jù)獲取時(shí)間內(nèi)更不可能發(fā)生諸如呼吸或其它引起的移動(dòng)，所以會(huì)導(dǎo)致更清晰的圖像。此外，對(duì)于諸如對(duì)造影劑灌注和/或清除過(guò)程進(jìn)行成像的動(dòng)態(tài)測(cè)量來(lái)說(shuō)，降低數(shù)據(jù)獲取時(shí)間尤為有利。數(shù)據(jù)獲取時(shí)間的減少提高了這種測(cè)量的時(shí)間分辨率，并且使得灌注和/或清除期間能夠獲得更多的圖像。在光學(xué)掃描期間，從源和目標(biāo)檢測(cè)器獲取數(shù)據(jù)，并由電子設(shè)備112的模塊124處理數(shù)據(jù)。模塊126基于所獲取數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)圖像。這可以包括通過(guò)源和目標(biāo)檢測(cè)器獲取的數(shù)據(jù)，包括目標(biāo)和源光脈沖(比較光脈沖116和118)以及熒光脈沖的脈沖形狀信息。如果所用的目標(biāo)和源檢測(cè)器可以同時(shí)在兩個(gè)頻率上工作，這就使得能夠同時(shí)對(duì)初次輻射和二次輻射進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取。如果不是這種情況，相繼進(jìn)行兩個(gè)數(shù)據(jù)獲取來(lái)檢測(cè)初次和二次輻射。優(yōu)選地，可旋轉(zhuǎn)地安裝光學(xué)掃描器110，這使得它能夠從圖1所示位置A移動(dòng)如圖1虛線所示的可替換位置B。當(dāng)把光學(xué)掃描器移動(dòng)到位置B時(shí)，目標(biāo)端就變成源端，源端就變成目標(biāo)端。從兩個(gè)相對(duì)方向進(jìn)行光學(xué)掃描很有利。從兩個(gè)相對(duì)方向進(jìn)行光學(xué)掃描具有優(yōu)勢(shì)是，可以提高z-方向上的空間分辨率，將參考圖5詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，將為乳房130進(jìn)行光學(xué)掃描的子區(qū)域限制在X,和Xi位置之間。如果要對(duì)較大乳房132進(jìn)行成像，因?yàn)槿榉?32大于乳房130，則將用于光學(xué)掃描該乳房132的子區(qū)域限制在X,和Xj位置之間，其中j〉i。要注意到可以將固定光源和諸如電鏡的可移動(dòng)鏡用作可移動(dòng)測(cè)量頭的替換物。這就便于通過(guò)CCD照相機(jī)實(shí)現(xiàn)源檢測(cè)器。此外，要注意到以散射液體來(lái)填充源和目標(biāo)板102和104之間空間是有利的。圖1A示例性示出了時(shí)域中光脈沖116和118的脈沖形狀。因?yàn)榇俪晒饷}沖峰值118的光子軌跡平均起來(lái)短于所傳輸?shù)墓饷}沖116、116'以及116"的那些光子軌跡，所以光脈沖118到達(dá)其峰值要比光脈沖116、116'以及116"更快。對(duì)于沒(méi)有損傷的掃描位置，獲取光脈沖116。對(duì)于不同損傷，獲取光脈沖116'和116"。圖1A示出了各種損傷對(duì)脈沖形狀的影響。圖2示出了成像設(shè)備100的一個(gè)實(shí)施例，該成像設(shè)備100具有源測(cè)量頭134和目標(biāo)測(cè)量頭136。源測(cè)量頭134具有連接到激光源140、142、144、146...的光纖138;每個(gè)激光源140、142、144、146...可以具有不同頻率。測(cè)量頭134還包括與各檢測(cè)器154、156、158...相連的光纖148、150、152…。為了覆蓋不同的光子軌跡，光纖148-152具有距光纖138不同的距離，將參考圖5詳細(xì)說(shuō)明。激光源140、142、144、146...是可由電子設(shè)備112選擇和控制的。將檢測(cè)器154、156、158...的輸出與電子設(shè)備112相連，以便關(guān)于源平面106進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取。目標(biāo)測(cè)量頭136具有與各檢測(cè)器170、172、174、176...相連的多個(gè)光纖160-168。這些檢測(cè)器170-176的輸出也與電子設(shè)備112相連，以便關(guān)于目標(biāo)平面108進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取。測(cè)量頭134和136分別在源平面106和目標(biāo)平面108的xy方向上都是可移動(dòng)的。例如，將測(cè)量頭134、136與受電子設(shè)備112控制的各步進(jìn)電機(jī)相連。圖3示出了圖2測(cè)量頭134的頂部示意圖。另外，例如二維排列也是可能的。要注意到，用于對(duì)返回到相反方向的返回輻射進(jìn)行檢測(cè)的光纖148-152分別具有距光纖138不同的距離178、180和182，光纖138將來(lái)自一個(gè)激光源的輻射引導(dǎo)向覆蓋如下圖5所示不同光子軌跡的掃描位置。圖4示出了用于圖2所示目標(biāo)端的測(cè)量頭136的頂部示意圖。要注意到，以T形安排測(cè)量頭136的光纖。雖然優(yōu)選了T形，但用于安排光纖的其它幾何形狀也是可能的。圖5示意性示出了位于源板102和104之間的混濁介質(zhì)184，諸如乳房130或132(參見(jiàn)圖1)。該混濁介質(zhì)184具有諸如腫瘤的異常區(qū)域186，異常區(qū)域186相比于該混濁介質(zhì)184的剩余部分，具有不同的光散射、吸收和熒光染料攝取參數(shù)。圖5說(shuō)明了當(dāng)該混濁介質(zhì)184在一個(gè)掃描位置Xi處受到光脈沖114(參見(jiàn)圖l)的輻射時(shí)的幾個(gè)平均光子軌跡。該光脈沖114產(chǎn)生了各種光子軌跡系綜(ensemble),這些光子軌跡源自掃描位置Xi，終止于特定檢測(cè)器位置，從成像設(shè)備100的源端延伸到目標(biāo)端的光子軌跡188和190代表了平均軌跡。沿著平均光子軌跡188和190進(jìn)行傳輸?shù)母鞴饷}沖由諸如檢測(cè)頭136(參見(jiàn)圖2和圖1的光脈沖116)的目標(biāo)檢測(cè)器進(jìn)行接收。此外，光脈沖114可以引發(fā)返回輻射，該返回輻射通過(guò)混濁介質(zhì)184沿平均光子軌跡192、194、.196進(jìn)行傳輸。這些平均光子軌跡在源板102處終止，這使得也在相反方向(即與源-目標(biāo)方向相反的方向)上接收到返回輻射。例如，可以通過(guò)如圖2所示的測(cè)量頭134來(lái)檢測(cè)返回輻射。經(jīng)由這些平均光子軌跡188-194接收到的返回輻射的光脈沖具有不同的長(zhǎng)度和形狀并且在不同時(shí)刻到達(dá)，這是由于這些光子軌跡的不同平均長(zhǎng)度和由這些光子軌跡覆蓋的混濁介質(zhì)184的不同體積造成的。圖6示出了成像設(shè)備100的源和/或目標(biāo)端可使用的檢測(cè)器之一的實(shí)施例(參見(jiàn)檢測(cè)器154、156、158、…、170、172、174、176)。下面，并非對(duì)一般性進(jìn)行限制，考慮了檢測(cè)器154的一個(gè)實(shí)施例。檢測(cè)器154具有與光纖148相連的第一光學(xué)透鏡196,如也在圖2中示出的。透鏡196與透鏡198相對(duì)，透鏡198將光脈沖118(參見(jiàn)圖l)聚焦到光電二極管或者光電倍增管200上。光電倍增管200的輸出與電子設(shè)備112相連(參見(jiàn)圖l和圖2)?？梢詫⒐饫w202插入到透鏡196和198之間。濾光器202傳輸在某個(gè)頻率范圍內(nèi)的輻射。例如，選定頻率范圍，使其允許傳輸二次輻射，而不允許傳輸初次輻射。例如，如果將激光源用于初次輻射，那么濾光器202濾除了初次輻射，而透過(guò)了諸如由熒光所引起輻射的二次輻射，使光電倍增器200檢測(cè)到該二次輻射。因此，圖6所示檢測(cè)器154的實(shí)施例對(duì)于順序地進(jìn)行初次和二次返回輻射的數(shù)據(jù)獲取很有用。圖7示出了同時(shí)獲取初次和二次返回輻射的可替換實(shí)施例。在該實(shí)施例中，光束分離器204位于透鏡196與其相對(duì)透鏡198，之間的光路徑上。圖8說(shuō)明了目標(biāo)檢測(cè)器的可替換實(shí)施例。該檢測(cè)器裝備有成像光學(xué)系統(tǒng)，該成像光學(xué)系統(tǒng)具有可選濾光器、例如物鏡206、可選濾光器202、另一物鏡208以及CCD傳感器陣列210。物鏡206、208以及CCD傳感器陣列210組成了CCD照相機(jī)，該CCD照相機(jī)與電子設(shè)備112相連，以便在目標(biāo)位置處進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取。采用CCD照相機(jī)而不是測(cè)量頭(參見(jiàn)圖2的測(cè)量頭136)允許以降低的成本無(wú)需移動(dòng)地在大量檢測(cè)器位置處進(jìn)行并行數(shù)據(jù)獲取。采用CCD照相機(jī)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可以用于對(duì)該混濁介質(zhì)進(jìn)行圖像拍攝，以獲取外部輪廓。圖9示出了相應(yīng)的流程圖。在步驟300中，對(duì)要成像的混濁介質(zhì)的外部輪廓進(jìn)行檢測(cè)。將外部輪廓用作進(jìn)行光學(xué)掃描的定界線。例如，為了對(duì)圖1所示乳房130進(jìn)行成像，檢測(cè)外部輪廓使得最大X坐標(biāo)為Xj。在步驟302中，設(shè)定了用于進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取的波長(zhǎng)和/或?yàn)V光器組合。在步驟304中，對(duì)光學(xué)掃描器進(jìn)行控制，以便對(duì)覆蓋外部輪廓的子區(qū)域內(nèi)所有位置進(jìn)行掃描。在X方向上，這意味著掃描了位置X,到X^。在每個(gè)掃描位置處，進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取步驟306。在完成了光學(xué)掃描后，為進(jìn)行諸如熒光檢測(cè)的順序掃描，可以在步驟302中設(shè)定另一個(gè)波長(zhǎng)和/或?yàn)V光器組合。圖IO示出了本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施例。在步驟400中，施予熒光造影劑。在足夠在病人身體內(nèi)分布該造影劑的時(shí)間之后，在步驟402中安置病人，諸如通過(guò)在源和目標(biāo)平面(參見(jiàn)圖l)之間安置病人的乳房來(lái)安置病人。在步驟404中，獲取乳房輪廓的圖像以用于檢測(cè)乳房的外部輪廓，即乳房在xy平面內(nèi)的投影。該步驟與圖9實(shí)施例中的步驟300相對(duì)應(yīng)。在步驟406中，在測(cè)量罐中填充散射液體。換句話說(shuō)，將具有與該混濁介質(zhì)相似光學(xué)屬性的散射液填充到目標(biāo)和源板之間包圍的空間內(nèi)。這就簡(jiǎn)化了基于所獲取數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像的圖像生成算法，它是本領(lǐng)域已知的，也就是上面引用的Choe的文獻(xiàn)。在步驟408中進(jìn)行了數(shù)據(jù)獲??；這與圖9實(shí)施例中的步驟304和306相類(lèi)似。在步驟410中，對(duì)所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)圖像。在步驟412中，顯示處理結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>170檢測(cè)器172檢測(cè)器174檢測(cè)器176檢測(cè)器178距離180距離182距離184混濁介質(zhì)186異常區(qū)域188光子軌跡190光子軌跡194透鏡196透鏡198透鏡200光電倍增器202濾光器204光束分離器權(quán)利要求1、一種用于對(duì)混濁介質(zhì)(130、132；184)成像的設(shè)備，包括用于對(duì)掃描平面(102；104)的預(yù)定的最大區(qū)域進(jìn)行光學(xué)掃描以獲取成像數(shù)據(jù)的裝置(110；134、138、140、142、144、146)；用于對(duì)所述混濁介質(zhì)的外部輪廓進(jìn)行檢測(cè)的裝置(134、136；206、208、210)；用于對(duì)所述光學(xué)掃描進(jìn)行控制以使得對(duì)小于所述最大區(qū)域并覆蓋所述外部輪廓的所述最大區(qū)域的子區(qū)域進(jìn)行掃描的裝置(112、120、122)。2、如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述用于光學(xué)掃描的裝置包括可移動(dòng)光纖(l34)以及用于移動(dòng)所述光纖以進(jìn)行所述光學(xué)掃描的裝置。3、如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，所述用于光學(xué)掃描的裝置包括可控鏡。4、如權(quán)利要求1、2或3所述的設(shè)備，還包括用于檢測(cè)返回輻射的裝置(148、150、152、154、156、158)，所述返回輻射是作為對(duì)所述光學(xué)掃描的響應(yīng)從所述混濁介質(zhì)返回的。5、如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，所述用于檢測(cè)返回輻射的裝置包括用于在多個(gè)位置處檢測(cè)所述返回輻射的多個(gè)檢測(cè)器(154、156、158)。6、如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，還包括可移動(dòng)頭(134)，所述可移動(dòng)頭(134)承載用于輻射所述混濁介質(zhì)的第一光纖以及用于對(duì)作為所述輻射的響應(yīng)而從所述混濁介質(zhì)返回的返回輻射進(jìn)行檢測(cè)的第二光纖(148、150、152)。7、如權(quán)利要求4至6中任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中，所述用于檢測(cè)返回輻射的裝置包括電荷耦合器件傳感器陣列。8、如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，可操作地使用連續(xù)波或脈沖輻射來(lái)進(jìn)行所述光學(xué)掃描，還包括用于初次和/或二次輻射脈沖的脈沖波形時(shí)間分辨獲取的裝置(124)。9、如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，還包括用于對(duì)初次和/或二次輻射進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器裝置(134、136、154、156、158、170、172、174、176;196、198、198，、200、200，、202)，所述二次輻射具有相比所述初次輻射不同的頻率。10、如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，所述用于光學(xué)掃描的裝置適于從兩個(gè)相對(duì)方向進(jìn)行光學(xué)掃描。11、如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，所述用于光學(xué)掃描的裝置包括至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)安裝的部件，用于從至少兩個(gè)不同方向進(jìn)行所述成像數(shù)據(jù)的獲取。12、如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，還包括用于對(duì)所述混濁介質(zhì)進(jìn)行擠壓的裝置。13、如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其是一種掃描激光脈沖乳房X光照相設(shè)備。14、一種對(duì)混濁介質(zhì)(130、132;184)成像的方法，包括-檢測(cè)所述混濁介質(zhì)的外部輪廓；-對(duì)最大可掃描區(qū)域的子區(qū)域進(jìn)行光學(xué)掃描，其中所述子區(qū)域比所述最大可掃描區(qū)域小并能覆蓋所述外部輪廓。15、如權(quán)利要求14所述的方法，還包括對(duì)作為所述光學(xué)掃描的響應(yīng)從所述混濁介質(zhì)返回的相反方向的輻射進(jìn)行檢測(cè)。16、如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，通過(guò)采用電荷耦合器件照相機(jī)拍攝圖像來(lái)檢測(cè)所述混濁介質(zhì)的所述輪廓。17、如權(quán)利要求16所述的方法，其中，將所述電荷耦合器件照相機(jī)用于檢測(cè)所傳輸?shù)妮椛浜?或所述返回輻射。18、如前面權(quán)利要求14至17任何一個(gè)所述的方法，其中，將脈沖輻射用于所述光學(xué)掃描，并且還包括所述返回輻射和/或傳輸輻射的脈沖形狀的時(shí)間分辨獲取。19、如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中，從兩個(gè)不同方向進(jìn)行所述光學(xué)掃描。20、如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其中，對(duì)初次和二次輻射進(jìn)行檢測(cè)。21、一種包括可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于-檢測(cè)混濁介質(zhì)的外部輪廓；-控制光學(xué)掃描器來(lái)對(duì)最大可掃描區(qū)域的子區(qū)域進(jìn)行光學(xué)掃描，其中所述子區(qū)域小于所述最大可掃描區(qū)域，并且覆蓋所述外部輪廓。全文摘要本發(fā)明涉及用于對(duì)混濁介質(zhì)(130、132；184)成像的設(shè)備，包括用于對(duì)掃描平面(102；104)的預(yù)定的最大區(qū)域進(jìn)行光學(xué)掃描以便獲取成像數(shù)據(jù)的裝置(110；134、138、140、142、144、146)；用于檢測(cè)該混濁介質(zhì)外部輪廓的裝置(134、136；206、208、210)；用于對(duì)光學(xué)掃描進(jìn)行控制使得對(duì)小于最大區(qū)域并覆蓋了外部輪廓的最大區(qū)域的子區(qū)域進(jìn)行掃描的裝置(112、120、122)。文檔編號(hào)A61B5/00GK101404925SQ200780009271公開(kāi)日2009年4月8日申請(qǐng)日期2007年3月12日優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日發(fā)明者D·格羅斯尼克,H·H·林內(nèi)伯格,O·H·施泰科訥,T·尼爾森申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司