表面模拟的制作方法
【专利说明】表面模拟 【技术领域】
[0001] 本发明涉及表面模拟。 【【背景技术】】
[0002] 本发明在其一些实施例中，涉及到红外线（IR)图像和辐射数据，并且更具体地，但 不排他地，涉及由计算，即通过建模和分析来创建红外线（IR)图像、红外线（IR)数据和辐射 测量数据。
[0003] 成像的使用在诊断医学追溯到早在1900年代。目前存在多种不同的成像模态用于 医生处理方式上，允许软硬组织以及正常和病变组织的表示(representation)的成像。
[0004] 红外相机产生二维图像称为红外线（IR)图像。红外线（IR)图像一般是通过接收来 自对象辐射的本体，在任意一个的多个红外波长范围和分析辐射以提供一种所述表面的二 维辐射量测图（即温度），所述红外图像的形式可以是可视图像和相应的辐射数据中的一者 或两者。
[0005] 美国专利第7,072,504号，其内容在此引入作为参考，公开了一种实现方法采用两 个红外相机(左和右)在结合两个可见光相机(左和右）。红外相机被用来提供三维热敏成像 (thermographic image)，以及可见光相机被用来提供三维可见光图像，该三维热敏成像 (thermographic image)和三维可见光图像以重叠的方式被显示给使用者。
[0006] 美国专利第7,292,719号，其内容通过引用结合到本文中，公开了一种系统用于确 定在生物体中，存在或不存在的一个或多个热可区分的物件。
[0007] 还关注美国专利第6,442,419号，其公开了一种扫描系统包括红外线检测机构，进 行360°从对象中数据提取，以及信号解码机构，其接收电信号从所述红外线检测机构，并集 成所述信号转换成所述物体的三维轮廓的数据。
[0008] 美国专利第6,850,862号公开了一种装置，其使用辐射传感器来检测来自一受测 者的不同的层的辐射，其辐射波长的范围可自无线电波至红外线波。
[0009] 美国专利第5,961，466号公开了由红外图像之快速时间序列所得的乳癌检测，所 述快速时间序列是被分析来检测在不同皮肤区域上的体温调节频率的分布的变化。 【
【发明内容】
】
[0010] 以下实施例及其各个方面，系结合系统，工具和方法来被描述和举例说明，其意在 示例和说明而并非限制范围。
[0011] 本发明根据一实施例，提供一种成像方法包括:接收弯曲的本体部的空间红外线 (IR)表示（representation)，其中所述空间红外线（IR)表示包括与空间数据（spatial data)相关的红外线（IR)图象；以及产生所述弯曲的本体部的计算的热模拟，其中，所述理 论热模拟的所述产生为基于所述表示(representation)的所述空间数据（spatial data) 和基于所述弯曲的本体部的一种类型的预定的热力学逻辑。
[0012] 本发明根据一个实施例，还提供一种成像系统包括:成像装置，以及硬件数据处理 器被配置成：（a)产生弯曲的本体部的空间热表示(representation)，其中所述空间热表示 包括与空间数据（spa t i a I data)相关联的热图像，以及(b)产生所述弯曲的本体部的理论 热模拟，其中理论热模拟的所述产生为基于所述表示(representation)的所述空间数据 (spatial data)以及基于所述弯曲的本体部的一类型的预定的热力学逻辑。
[0013] 本发明根据一实施例，还提供一种成像方法包括:接收弯曲的本体部的空间数据 (spatial data);以及产生所述弯曲的本体部的理论热模拟，其中所述理论热模拟的所述 产生为基于所述表示(representation)的所述空间数据（spatial data)和基于所述弯曲 的本体部的一类型的预定的热力学逻辑。
[0014] 在一些实施例中，所述方法还包括接收所述弯曲的本体部的空间热表示 (representation)，其中所述空间热表示（representation)包括所述空间数据（spatial data)，以及与空间数据(spatial data)相关联的热图像。
[0015] 在一些实施例中，所述方法还包括还包括比较所述空间热表示(representation) 与所述理论热模拟。
[0016]在一些实施例中，所述方法还包括检测在所述弯曲的本体部分中的异常，其中所 述检测根据所述空间热表示(representation)与所述理论热模拟的所述比较。
[0017] 在一些实施例中，所述方法还包括逆向求解(back-solving)在所述弯曲的本体部 内的所述异常的一参数。
[0018] 在一些实施例中，所述逆向求解(back-solving)包括:产生在所述弯曲的本体部 内的一理论肿瘤的多个附加的理论热模拟，其中，在多个附加的理论热模拟的每个模拟，所 述理论肿瘤的一参数被调整；以及比较所述空间热表示(representation)与所述多个附加 的理论热模拟，以确定所述多个附加的理论热模拟的哪一个模拟为最接近所述表示 (representation)〇
[0019]在一些实施例中，所述异常的所述参数为选自所述群组，所述群组其构成为:在所 述弯曲的本体部内部的所述异常的位置，所述异常的尺寸，所述异常的形状，以及所述异常 的类型。
[0020] 在一些实施例中，所述空间热表示（representation)回应于冷应力（cold stress)试验，从而提高了所述异常和邻近所述异常的正常组织之间的对比度。
[0021]在一些实施例中，所述预定热力学逻辑是受理论冷应力（cold stress)测试的影 响。
[0022] 在一些实施例中，所述弯曲的本体部的类型的所述预定的热力学逻辑，其为基于 健康受测者来被计算。
[0023] 在一些实施例中，所述弯曲的本体部，包括一个或多个乳房。
[0024]在一些实施例中，所述硬件数据处理器，还配置为，比较所述空间热表示 (representation)与所述理论热模拟。
[0025]在一些实施例中，所述硬件数据处理器，还配置以检测出现所述弯曲的本体部的 异常，其中所述检测根据所述空间热表示(representation)与所述理论热模拟的所述比 较。
[0026]在一些实施例中，所述硬件数据处理器，还被配置来在所述弯曲的本体部内的所 述异常中逆向求解(back-sol ve)-参数。
[0027] 在一些实施例中，所述逆向求解(back-sol ve)包括:产生多个在所述弯曲的本体 部内的理论肿瘤的附加的理论热模拟，其中，在多个附加的理论热模拟的每个模拟，所述理 论肿瘤的一参数被调整；以及比较所述空间热表示(representation)与所述多个附加的理 论热模拟的所述模拟，以确定所述多个附加的理论热模拟的哪一个模拟为最接近所述表示 (representation)〇
[0028] 在一些实施例中，其中所述成像装置，包括一热成像装置和一可见光成像装置。
[0029] 除了上述示例性的态样和实施例，其他态样和实施例，经由参照附图，以及经由下 面的详细说明的研究，将变得显而易见。 【【附图说明】】
[0030] 示例性实施例，在附图中所示。组件的尺寸和图中所示的特征，通常为了表示的方 便以及明确而被选择，并非一定依比例(scale)显示。以下列出附图。
[0031 ] 图IA示出了根据一个实施例之三维空间表示(representation)图示为非平坦表 面；
[0032]图IB示出了根据一个实施例之热敏成像(thermographic image)图示为平面的等 温轮廓；
[0033]图IC示出了根据一个实施例之合成红外线（IR)的图像经由映射(mapping)热敏成 像(thermographic image)在所述三维空间表示(representation)的表面上来形成；
[0034] 图2示出根据一个实施例的方法的流程图适合于分析本体部的热图像；
[0035] 图3示出根据一个实施例之另一种方法的流程图适合于分析热图像的本体部；
[0036] 图4示出根据一个实施例之另一种方法的流程图适合于分析热图像的本体部；
[0037] 图5示出根据一个实施例之另一种方法的流程图适合于分析热图像的本体部；
[0038] 图6A示出根据一个实施例之红外线（IR)-空间成像系统的示意图；
[0039]图6B示出根据一个实施例之红外线（IR)-空间成像系统的操作原理示意图；
[0040]图6C示出根据一个实施例之另一种红外线（IR)-空间成像系统的操作原理示意 图；
[0041]图7A示出根据一个实施例之另一种红外线（IR)-空间成像系统的操作原理示意 图；
[0042]图7B示出根据一个实施例之另一种红外线（IR)-空间成像系统的操作原理示意 图；
[0043]图7C示出根据一个实施例之另一种红外线（IR)-空间成像系统的操作原理示意 图；
[0044]图7D示出根据一个实施例之另一种红外线（IR)-空间成像系统的操作原理示意 图；
[0045]图7E示出根据一个实施例之另一种红外线（IR)-空间成像系统的操作原理示意 图；
[0046] 图8A示出健康受试者的乳房的空间热表示的示意图；
[0047] 图8B示出所述健康受试者的所述乳房的空间热表示的示意图；
[0048] 图8C示出比较健康受试者的乳房的空间热表示与所述健康受试者的所述乳房的 所述理论的热模拟之间的示意图；
[0049] 图9A示出不健康受检者的乳房的空间热表示的示意图；
[0050] 图9B示出所述不健康受检者的所述乳房的空间热表示的示意图；以及
[0051] 图9C示出比较所述不健康受试者的所述乳房的空间热表示与所述不健康受试者 的所述乳房的所述理论的热模拟之间的图片示意图。 【【具体实施方式】】
[0052]本发明公开了 一种成像方法，用于产生一种弯曲的本体部的热模拟。本发明的一 些实施例中，涉及热成像，更特别地，但是非排它地，涉及红外线（IR)图像和热数据的创建 和分析。
[0053]在详细解释本发明至少一实施例之前，应当理解，本发明并不限于中其应用于结 构的细节，组件的排列和/或方法中以下提出的描述和/或在附图和/或实施例中的示意说 明。本发明可以其他实施例或可以被实践或以各种方式进行。
[0054]根据一些实施例，成像方法可以包括产生，或者接收弯曲的本体部的已产生的空 间热表示(representation )，诸如一个或多个女性乳房。此种空间热表示包括与弯曲的本 体部的空间数据(spatial data)相关联的热（即，红外线（IR))图像。然后，弯曲的本体部的 热模拟是基于表示(representation)的空间数据（spatial data)以及基于所述弯曲的本 体部的类型的预定的热力学的逻辑。所述弯曲的本体部的类型的预定的热力学的逻辑可能 是，例如，女性乳房的一般热力学行为。有利地，所述热力逻辑是基于女性乳房的通常情况 下的数学模型，所述数学模型系基于健康受试者的乳房的热力学行为来被构建。
[0055] 在一些实施例中，所述空间的热表示及理论热模拟进行比较。每个所述空间的热 表示(representation)及理论热模拟可以被构造成三维热图（heat map)，显示弯曲的本体 部的不同区域的温度。因此，其比较可以包括由空间热表示(representation)减去理论热 模拟，藉此得到介于由所述弯曲的本体实际所展现的热行为以及健康弯曲的本体部所述理 论热行为之间的温度差的三维热图（heat map)。所述差异可能是在弯曲的本体部的异常指 示，例如，在乳房中存在一个或多个肿瘤。术语"肿瘤"，在本文中，系指可能涉及异常的组织 块，不论是恶性的(malignant)，预恶性的(pre-malignant)的或良性的(benign)。
[0056] 在一些实施例中，该方法还包括逆向求解(back-solve)在所述弯曲的本体部内异 常的一参数。术语〃逆向求解(back-solve)"，在此作为参考，可能涉及计算方法也称为〃目 标寻找(goal seeking)"，通常定义为能够向后计算以得到会导致给定输出的输入。本实施 例的上下文中，所述输出是确定有肿瘤存在一个或多个乳房中，以及在所获得的空间热表 示中肿瘤的所述特定表示。逆向求解(back-solve)的目的是根据肿瘤在空间热表示的形式 来确定或至少估计实际(或接近实际)在弯曲的本体部的肿瘤的三维位置、尺寸、形状和/或 密度。即，逆