先前处理的层析图像， 来输出三维层析图像。
[0036] 另外，根据第三实施例，所述光学信号包括宽带光信号，所述多个局部光学信号指 示在所述组织体积中的反射，所述层析图像指示在所述组织体积中存在血红蛋白。
[0037] 另外，根据第三实施例，所述光学信号包括荧光激发信号，所述多个局部光学信号 指示荧光，所述层析图像指示在所述组织体积中存在光学标记。
[0038] 本领域的技术人员在阅读了本公开内容之后，将清楚关于本改进措施的许多其它 特征及其组合。
【附图说明】
[0039] 在附图中，
[0040]图1是根据本公开内容的第一实施例的活检装置的示意性侧视图，其中，在外部套 管的一部分上分布有光纤；
[0041] 图2是图1中的活检装置的剖视图；
[0042] 图3A是处于关闭形态的图1中的活检装置的示意性纵剖图；
[0043]图3B是处于打开形态的图1中的活检装置的示意性纵剖图；
[0044]图3C是处于抽吸模式的图1中的活检装置的示意性纵剖图；
[0045]图4是根据本公开内容的第二实施例的活检装置的透视图，其中，在外部套管上分 布有光纤；
[0046] 图5是图4中的活检装置的示意性纵剖图；
[0047] 图6是图4中的活检装置的剖视图；
[0048]图7是示出了可用于图4中的活检装置的尺寸值的表；
[0049]图8是根据本公开内容的第三实施例的活检装置的透视图，其中，在内部腔体内有 光纤；
[0050] 图9是图8中的活检装置的示意性纵剖图；
[0051] 图10是图8中的活检装置的外部视图；
[0052] 图11是带电动反射镜的根据本公开内容的第四实施例的活检装置的透视图；
[0053] 图12是图11中的活检装置的示意性纵剖图；
[0054] 图13是根据本公开内容的光谱系统的第一示例的示意图；
[0055] 图14是根据本公开的光谱系统的第二示例的示意图；
[0056]图15是图4中的活检装置的示意性剖视图，示出了检测光纤中的每个检测光纤的 数量；
[0057]图16是重构算法的不例的流程图；
[0058] 图17A是归一化强度与图4中的活检装置的外部套管上的光纤中的每个光纤的数 量的关系的曲线图，其中，数据是当活检装置处于同质介质（同质正弦图）和处于异质介质 (异质正弦图）中时得到的；
[0059] 图17B是图17A中的同质数据和异质数据之差与图4中的活检装置的外部套管上的 光纤中的每个光纤的数量的关系的曲线图；
[0060] 图18A示出重构后的吸收曲线图的示例；以及
[0061] 图18B示出了使用重构算法得到的层析曲线图的示例。
【具体实施方式】
[0062] 参考附图，并且更具体来说，参考图1至图3C，用110总体地示出根据第一实施例的 活检装置。活检装置110是一体的光学活检针，其可以提供降低误诊和出血风险的信息。本 公开内容的装置可用于使用光学图像重构算法来在本地或者以层析成像方式检测并且量 化肿瘤特异性的内源性或外源性生物光学标记(荧光和/或反射率和/或非弹性散射-即，拉 曼(Raman)光谱学）。可以结合本公开内容的装置使用的可能的光学标记是荧光分子原卟啉 IX(PpIX)，公知在服用内源性前体药物5-氨基乙酰丙酸(ALA)之后，荧光分子原卟啉IX被累 积在脑瘤以及其它肿瘤类型中。与此同时，可使用结构成像技术检测解剖学标志，解剖学标 志可用于通过例如感测和定位血管来进一步提高该过程的准确性和安全性，从而防止破裂 并且避免与出血相关的并发症。
[0063] 参考图1，活检装置110的第一实施例包括具有限定在探测区116中的样本接纳窗 114的套管主体112。限定样本接纳窗114的边缘的至少某些边缘可以是切割边缘，以使得对 装置110的操纵可允许利用切割边缘切割样本。套管主体112具有用于例如接纳组织样本的 内部腔体120,能通过样本接纳窗114触及内部腔体120。套管主体112的探测区116处于管状 体118的远端并且沿着其纵轴轴向地延伸。在图1中示出的实施例中，样本接纳窗114设置在 管状体的横向侧面上，并位于探测区116内。尽管示出探测区116延伸到管状体118的顶端部 分122,但它还可延伸到与顶端部分122分隔开的位置。
[0064]装置110的第一实施例具有沿着管状体118的外部部分124安装的光纤126。在这个 不例中，光纤沿着管状体118的周缘部分纵向延伸，与具有样本接纳窗114的周缘部分相对。 光纤中的每个光纤都具有在探测区116中延伸并且与样本接纳窗114轴向对准的光纤端部 128以及可连接到光发生器或光检测器的另一个光纤端部（图13中用29示出）。光纤端部128 彼此周向地(和/或径向地)分隔开，从而它们可在单个轴向位置沿着套管主体112的外部部 分124的其周缘部分均匀地分布。在该第一实施例中，外部部分124可选地具有比套管主体 112中的顶端部分122小的直径，以便在顶端部分122的直径内隐藏其上的光纤126。外部部 分124具有与套管主体112的顶端部分122形成肩部130的凹陷131，凹陷131具有至少等于或 大于光纤直径的径向深度133(在图3示出）。如果适当选择并且创建不同部件，则可容易地 装配活检装置110。应当预期，使用术语"周向地"并非将套管主体仅限制为圆形的形状。首 先，可制造定制的外部套管140,以提供顶端比标准外部套管所具有的顶端大的嵌入式外部 部分124。
[0065] 光纤端部128中的每个光纤端部都与重定向表面132光学耦合，重定向表面132适 于将来自光纤126的光从管状体118向外重定向，以便利用光学信号照射周围组织，或者以 便从周围组织接收光学信号响应。重定向表面132在与管状体118的纵轴形成非零角度的成 角度轴上对准。在该第一实施例中，以沉积在安装于管状体118上的棱镜面上的反射表面的 形式来提供重定向表面132。在其它实施例中，重定向表面132可以是反射表面或折射表面。 例如，反射表面可沉积在光纤126中的每个光纤的解理面上，或者其可以是以用于为光纤 126中的每个光纤提供重定向表面132的经抛光的圆柱形管形式提供的环状重定向表面。重 定向表面132可以替代地是利用折射棱镜或者通过对可例如以45°角或任何合适角度进行 解理的光纤端部128进行抛光而得到的折射表面。光纤126包括照射光纤126A和检测光纤 126B。照射光纤126A可连接到光发生器，以便从其接收光学信号并且以照射周围组织，而检 测光纤126B可连接到光检测器，以便检测由光学信号在周围组织中传播而造成的光学信号 响应。在某些实施例中，可使用照射光纤126A作为检测光纤126B，反之亦然，而在例如在图 15示出的其它实施例中，照射光纤126A将仅仅用于进行照射并且检测光纤126B将仅仅用于 进行检测。如以下将描述的，光发生器和光检测器的组合可提供反射率测量、和/或荧光测 量和/或非弹性散射测量（即，拉曼散射），以便确定所查询（interrogate)的组织的光学性 质。
[0066] 参考图2(其示出了图1中的活检装置110的剖视图），套管主体112包括接纳在外部 套管140内的内部套管138。套管主体112具有支承管142,支承管142接纳嵌入式外部部分 124。套管主体112具有生物可相容的保护层144,生物可相容的保护层144围绕支承管142和 光纤126而涂覆，以便在活检装置110被插入生物组织样本中时保护活检装置110。在该实施 例中，存在二十二(22)个光纤126,但取决于应用，可提供更多或更少的光纤。
[0067] 活检装置110的设计可适于产生装置110周围的组织的图像，以便检测肿瘤核心和 附近的血管。在所有光纤126之中，某些可用于漫射光学层析成像(D0T)，而其它可用于荧光 光谱分析或拉曼光谱分析。在具有二十二(22)个光纤126的装置110的实施例中，二十(20) 个可用于DOT和荧光，而另外两(2)个可用于拉曼光谱分析，这些种类的光纤126例如交替使 用。光纤126将光漫射到活检装置110之外，而且还捕获用于检测肿瘤核心和/或周围血管的 光。根据实施例，光被光纤126中的一个光纤漫射，并且被以同一成像模式操作的所有其它 光纤捕获。对所有其它光纤126重复该过程，以产生活检装置110的外部套管的周围环境的 完全重构。
[0068]如遍及图3A至图3C看到的，内部套管138具有内部样本接纳窗150并且外部套管 140具有外部样本接纳窗152。在图3A中，活检装置110是关闭形态，因为内部样本接纳窗150 和外部样本接纳窗152没有对准。例如，活检装置的操作人员（例如，外科医生)可在使用光 纤126确定周围组织156的样本154的光学性质的同时将活检装置110保持在关闭形态。如果 所确定的样本154的光学性质指示了例如肿瘤，则操作人员可旋转外部套管138,使得活检 装置110抵达打开形态，即，如图3B中所示，当内部样本接纳窗150和外部样本接纳窗152彼 此对准时。在处于打开形态时，活检装置110可以被操纵为通过如图3C中所示将周围组织 156中的肿瘤的样本154抽吸到内部腔体120中、或者通过使用限定用于取出样本的窗的边 界的切割边缘来取出周围组织156中的肿瘤的样本154。
[0069] 图4至图6示出了装置210的第二实施例，该装置210包括具有扩大的顶端222、具有 窗214的外部套管240。限定窗214的边缘中的至少某些边缘可以是切割边缘，以使得对装置 210的操纵可允许利用切割边缘切割样本。外部套管240的扩大的顶端222处于管状体218的 远端。扩大的顶端222和管状体218同时限定装置210的内部腔体220,经由窗214触及样本。
[0070] 据称，顶端222被扩大，因为其外径略大于管状体218的外径，由此限定肩部230。装 置210因此包括众多光纤226,这些光纤226均匀地围绕管状体218分布并且接近于活检装置 210的顶端222的肩部230而终止。在实施例中，提供六十四（64)个光纤226,并且可以通过可 被消毒的生物可相容的护套244(图6)来保护这些光纤226。可在装置110上提供更多或更少 的这样的光纤15。光纤15可被无缝连接到光学硬件(通过例如SMA连接器），从而允许实现不 同类型的信号检测。如图5中所示，在光纤226的远端处，靠近肩部230,可(例如，相对于光纤 226的纵轴成45度地)加工小反射镜232,以便垂直于装置210来引导光（图5)。小反射镜232 是引导光的众多配置之一，至于其它配置，参照装置110。
[0071]如果适当选择并且创建不同的部件，则可容易地装配活检装置210。首先，可制造 定制的外部套管240(例如，~1.9mm的直径），以提供标准外部套管所没有的扩大的顶端 222。可通过对圆柱形铝管进行抛光来制成反射镜232,并且随后将反射镜232插入外部套管 的外部(它可以靠在肩部230之上）。为了具有光纤226包围管状体218的紧密装配，可预先将 它们紧附于支承管242上（图6)，支承管242可服帖地包围装置210的管状体218而吻合。为了 这样做，认为要创建可固定管状体218和光纤226的垂直安装。一旦每个部件都保持垂直(例 如，在各种重物的帮助下），可使用光学粘合剂将光纤226(22个光纤，25wii的芯直径，245mi 的涂层直径、NA = 0.1，Thorlabs)以周向、等距和均匀分布的方式紧附于圆柱体。可使用相 同的粘合剂将支承管242、重定向表面232(例如，90°的反射镜或棱镜，确保垂直于活检装置 进行照射)和外部