用于使对象成像的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及成像，并具体涉及用于进行临床检查的医学成像技术。
【背景技术】
[0002]宫颈癌是全球女性最常见的癌症之一。由于侵袭性疾病是以癌前宫颈上皮内瘤样病变(CIN)为先导，如果及早发现和适当治疗，可普遍避免宫颈癌。因此，及早发现癌变和癌前病变对防止病情发展尤为重要。
[0003]阴道镜检查涉及目测检查具有一定先前异常迹象的患者的宫颈。该过程通常利用阴道镜完成。阴道镜通常包括用来照亮对象内部的感兴趣区域(例如，患者的子宫颈)的光源，以及用来获取感兴趣区域的图像的图像传感器(例如电荷耦合装置探测器，即CCD探测器)。获得的图像将提供给临床医生。这种阴道镜检查可由临床医生用来识别和排序病变的严重程度，因此如有必要，可以对表示最高等级异常的宫颈组织进行活组织采样检查。
[0004]为了可靠地评估阴道镜检查的特征，影像必须有高的视觉质量。导致宫颈影像不好的一个因素是镜面反射(即，闪烁)。通常，闪烁是不合需要的，因为它有效地消除了图像中的颜色信息(颜色信息可以表示组织结构并且对于检测癌前病变是重要的)。减少图像中的闪烁量有益于产生用于诊断目的的高质量图像。
【发明内容】
[0005]期望的是提供一种阴道镜或其它医疗仪器以便有效地产生在抑制闪烁的同时保持图像清晰度的高质量图像。
[0006]简单地说，光源朝着对象内的感兴趣区域(例如，患者的宫颈)提供照明闪光。是本发明的发明人首先意识到，可以通过控制照明闪光的持续时间和光探测器的成像周期来有效地减少闪烁。特别地，如果照明闪光的持续时间比光探测器的成像周期(如CCD探测器的曝光时间)短很多，即足以使不同的光源能够以不同的角度对感兴趣的区域分别提供照明闪光，则在成像周期内光探测器可以接收来自不同光源的反射光的混合。由于不同的光源在不同的角度照亮对象，在基于反射光混合的基础上形成的一帧图像中，闪烁可以被有效地减少。
[0007]本文描述了一种用于在一个对象内的感兴趣区域(如宫颈)的图像中减少闪烁的技术。
[0008]在一方面，本发明提供了一种用于使对象成像的装置(100、200、300)，包括:多个用于照明所述对象内的感兴趣区域的光源(20)，至少一部分的光源(20)被划分为组并被分组致动，每一组被致动光源(20)提供具有预定持续时间的照明闪光，并且不同组的光源
(20)以不同的角度照明所述感兴趣区域；以及光探测器(40)，所述光探测器(40)用于在所述光探测器(40)的每个成像周期接收由所述对象反射的光以为所述感兴趣区域形成一帧图像，并且所述照明闪光的所述预定持续时间短于所述成像周期，足以使不同组的光源能够在每个成像周期在所述成像周期内的不同时刻照明所述感兴趣区域。
[0009]在另一方面，本发明提供了一种使对象成像的方法，包括:通过多个光源(20)照明所述对象内的感兴趣区域，至少一部分的光源(20)被划分成组并被分组致动，每一组被致动光源(20)提供具有预定持续时间的照明闪光，并且不同组的光源(20)以不同的角度照明所述感兴趣区域；以及在所述光探测器(40)的每个成像周期由光探测器(40)接收光以为所述感兴趣区域形成一帧图像，所述光由所述对象反射，并且所述照明闪光的预定持续时间短于所述成像周期，足以使不同组的光源能够在每个成像周期在所述成像周期内的不同时刻照明所述感兴趣区域。
[0010]实验结果表明，根据本文所描述的技术，在对象内的感兴趣区域(如器官或组织)的图像中的闪烁可以实时地减少，从而提高了在对象内的诊断相关特征的可视化程度。
[0011]以下进一步详细描述本发明的各个方面和特征。并且参照结合附图所做出的描述，本发明的其它目的和优点将变得更加明显且容易理解。
【附图说明】
[0012]下文会结合技术方案并参照附图更详细地描述和解释本发明，其中:
[0013]图1是根据本发明的教导的装置的一种设计的示意图；
[0014]图2是根据本发明的教导的光源的概念前视图；
[0015]图3是根据本发明的教导的装置的另一种设计的示意图；
[0016]图4A和图4B是根据本发明的教导的光源的概念前视图；
[0017]图5A、图5B和图5C是根据本发明的教导的光源的概念前视图；
[0018]图6是根据本发明的教导的装置的又一种设计的示意图；
[0019]图7是由根据本发明的一种设计的装置执行的过程的流程图。
[0020]图中相同的附图标记指示类似或相应的特征和/或功能。
【具体实施方式】
[0021]将针对特定的技术方案并参考某些附图描述本发明，但本发明并不限于此，而是仅由权利要求限定。所描述的附图只是示意性的而非限制性的。在附图中，为了说明的目的，一些元件的尺寸可能被夸大并且未按比例绘制。
[0022]图1示出了根据本发明的教导的装置(由附图标记100指示)的一种设计的示意图。装置100包括托架10、多个设置在托架10上的光源20。每一个光源20可被致动，以在对象内的感兴趣区域S(在本示例中是患者体内的宫颈区域)提供照明。当照明光线与感兴趣区域相互作用时，光线由对象反射。装置100进一步包括光探测器40，该光探测器40用于接收由对象所反射的光以使感兴趣区域成像。例如，光探测器40可以是用于提供感兴趣区域的图片的黑白CXD探测器或彩色CXD探测器。
[0023]在一种设计中，托架10是环形板。在优选的设计中，如图2所示，光源20等角地安装在托架10上以便围绕托架10的检测孔12。在优选的设计中，检测孔12是圆形的，其中检测孔12的中心轴线14与用于查看感兴趣区域的光轴重合。每个被致动的光源(例如光源19)可被控制以发出一道入射在感兴趣区域S上的照明光(即照明闪光)。如果照明闪光的持续时间比光探测器40的成像周期短得多，那么光探测器40在成像周期内可以接收由不同的被致动光源所产生的反射光。在一种示例设计中，光探测器40是CCD探测器并且成像周期是光探测器40的曝光时间(即快门速度)。利用光探测器40每一成像周期所接收的反射光来形成感兴趣区域的一帧图像。由于被致动光源位于环形板上的不同位置，从不同光源发出的照明闪光以不同角度朝着感兴趣区域导向。因此，图像帧中的闪烁被有效地减少了。也就是说，由于光探测器40在成像周期内可以接收来自不同光源20以不同的角度照亮对象的反射光混合，在基于反射光混合形成的图像帧里，闪烁可以被有效地抑制。
[0024]在优选的设计中，在成像期间，每个光源被致动一次，并且所有的光源20促成用来形成一帧图像的反射光混合。在另一示例设计中，在成像期间，一些光源20被致动以提供光照而其它光源20不被致动；因此，只有被致动的光源20促成用来形成一帧图像的反射光混合。在另一示例设计中，在成像期间，所有的光源20被致动一次，但一些光源20根据预定序列被额外致动，例如被致动两次；因此，所有被致动的光源20 (即每次它们被致动)促成用来形成一帧图像的反射光混合。
[0025]在一种设计中，光源20是LED (发光二极管)。LED的使用有几个好处。一个好处是，LED是由驱动电流驱动，从而可以容易地实现单个LED或LED组合的致动。为LED提供驱动电流的驱动电路(未示出)可设置于托架10上，例如按照优选的设计一体成形于托架10上。第一控制器通过有线或无线连接联接到驱动电路。第一控制器为驱动电路提供第一控制信号以使驱动电路能够致动LED。第一控制器可设置于托架10上，或者可替代地，可以脱离托架10设置。
[0026]使用LED作为光源20的另一个好处在于可以通过控制施加到LED的驱动电流来把LED照明闪光的持续时间(即LED的闪光持续时间)设定为很短的时间。例如，预定的LED闪光持续时间可设定在1ns (纳秒)到10ns的范围内。然而，光探测器的成像周期(例如CCD探测器的曝光时间)通常设为Ι/ls(秒)、l/2s、l/6s、l/25s、l/50s、l/75s、1/lOOs…1/lOOOOs (例如索尼FCB-EX系列总共提供了 25级)中的一个。众所周知Is (秒)=1000000000ns (纳秒)。因此，如果使用LED作为光源20，每个LED的闪光持续时间会比CCD探测器的曝光时间短得多，足以使以不同角度导向到感兴趣区域的不同的被致动LED能够在CCD的曝光时间内照亮该对象。第二控制器提供第二控制信号给