专利名称：用于对浑浊介质内部进行成像的装置的控制方法、用于对浑浊介质内部进行成像的装置 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于对浑浊介质内部进行成像的装置的控制方法、用于对浑浊介质内 部进行成像的装置以及计算机程序产品。
背景技术：
在本申请的技术方案下，术语浑浊介质应被理解为表示这样的物质，该物质包括 具有高光散射系数的材料，诸如英脱利匹特(intralipid)溶液或生物组织。另外，光应被 理解为表示波长在400nm至1400nm范围内的电磁辐射。术语“光学性质”涵盖减小的散射 系数s和吸收系数Pa。而且“匹配的光学性质”应被理解为具有类似的减小的散射系 数s和类似的吸收系数Pa。近年来，开发了用于检查浑浊介质(例如，女性乳房组织)的若干方法和装置。特 别地，开发了用于检测和分析乳腺癌的新装置且改进了现有技术。乳腺癌是最常发的癌症 类型之一在2002年，例如，在世界上超过110万妇女被诊断患有乳腺癌且超过41万妇女 死于乳腺癌。开发了通过使用光对浑浊介质内部进行成像的若干类型的装置。这些装置的 实例是乳房X线照相装置和用于检查人体或动物体的其它部分的装置。用于对浑浊介质内 部进行成像的方法的突出实例是扩散光层析成像(DOT)。特别地，这种装置试图用于在体内 定位女性身体乳房一部分的乳腺组织的不均勻性。恶性肿瘤是这种不均勻性的一种实例。 这些装置试图在不均勻性仍较小时检测这些不均勻性使得例如可在早期检测到癌。这些装 置的特定优点在于，患者无须暴露于利用电离辐射(例如，X射线)进行检查的风险。W0 00/56206 A1公开了一种对浑浊介质内部进行成像的装置，其使用光源来辐照 浑浊介质且使用光检测器来测量通过浑浊介质传输的光的一部分。提供控制单元来基于测 量强度来重建浑浊介质内部的图像。所公开的装置特别适于检查女性乳房。为了允许检查 浑浊介质，该装置具备作为接纳部分的容器，接纳部分封闭一测量体积且被布置成接纳该 浑浊介质。用于检查浑浊介质的光必须从光源透射到浑浊介质且从浑浊介质透射到光检测 器。由于待检查的浑浊介质的不同大小，用于接纳浑浊介质的容器的大小并不完美地匹配 浑浊介质的大小，即，在容器与浑浊介质之间留有空间。耦合到光源的多个光路径和耦合到 光检测器的多个光路径横跨(across)容器壁分布，即，充当导光体的光纤端部连接到容器 壁。光源随后从不同方向辐照浑浊介质且光检测器测量通过浑浊介质透射的光的一部分。 利用从不同方向导向至浑浊介质的光来执行多个这样的测量，且基于测量结果，由控制单 元重建所检查的浑浊介质的图像。从美国专利5，907，406获知一种用于至少从光源向浑浊介质传导由光源生成的 光能的光学匹配介质，其中浑浊介质由光源所生成的光能的至少一部分所辐照。该已知的 光学匹配介质可用于通过扩散光层析成像来对诸如生物组织的浑浊介质内部进行成像。在 医疗诊断中，例如可使用匹配介质来对女性乳房内部进行成像。在这种情况下，浑浊介质的 至少一部分(在此情况下为女性乳房)可容纳于接纳体积中。
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在美国专利5，907，406中，由杯状壁部分界定接纳体积。但这并非总是必需的。在 接纳体积内，所调查研究的浑浊介质的部分由匹配介质包围。来自光源的光耦合进入到接 纳体积内且耦合进入到浑浊介质内。选择光使得其能通过浑浊介质传播。为了对女性乳房 内部进行成像，通常使用波长范围在400nm至1400nm内的光。由于光耦合进入接纳体积内， 所以从浑浊介质发出的散射光从接纳体积耦合出来。使用从接纳体积耦合出来的光来重建 浑浊介质内部的图像。选择匹配介质使得匹配介质的光学参数(诸如吸收和散射系数)基 本上与浑浊介质的相应光学参数相同。以此方式，可减小由于光边界效应造成的伪像，当光 耦合进入到浑浊介质内和从浑浊介质耦合出来时会发生光边界效应。而且，使用匹配介质 来防止浑浊介质周围的接纳体积中发生光短路。当检测到光已经沿着接纳体积内、浑浊介 质外的路径传播且因此未充分地散射和衰减时，发生光短路。在那种情况下，未充分散射和 衰减的检测光的强度可对已经通过浑浊介质路径而散射并衰减的检测光的强度进行矮小 化(dwarf)。已知的用于对浑浊介质内部进行成像的装置包括接纳浑浊介质的接纳部分和用 于填充浑浊介质与接纳部分之间的空间的光学匹配流体。有时在该装置中会出现下面这样 的问题浑浊介质与接纳部分(例如杯状容器)之间的空间未完全充满光学匹配介质。举 例而言，如果存在光学匹配介质不足够的情况，气囊(在大多数情况下将为空气气囊)存在 于接纳部分与浑浊介质之间的空间的上部中。另外，特别地，如果光学匹配介质是光学匹配 流体，气泡可存在于空间的上部中。如果在对浑浊介质内部成像进行测量期间在浑浊介质 与接纳部分之间的空间中存在这种不希望的不均勻性，则会造成重建图像中的伪像和严重 测量误差。不希望的不均勻性的存在仅在测量和结果评估之后才变得清楚。因此，必须再 次执行耗时的测量来实现高准确度的图像。显然，这会造成不便且使对浑浊介质内部所进 行的成像较为昂贵。已开发新办法来通过使用光进一步提高检测乳腺癌方法的准确性。举例而言，开 发了一种荧光染料，其可注射到体内且累积于癌细胞中。荧光染料充当造影剂。如果利用 合适波长的光使这种荧光染料随后被激发，则可检测局部发出的光。基于所发出的光，可确 定癌的大小和定位。因而提供用于检测和定位乳腺癌的有力方法。在检查的浑浊介质中荧 光造影剂的动态性质(即，造影剂的洗入(wash-in)和洗出(wash-out))提供了由处于特 定时间点的荧光图像所提供的静态信息之外的额外信息。但是，这种动态性质的相关时间 常数可为大约几分钟，需要快速测量。在常规装置中对浑浊介质内部成像进行的测量需要 长时间间隔且因此不适于确定可从造影剂动态性质进行收集的额外信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能以快速且有效的方式检测接纳部分中不希望的不 均勻性且能确定待检查的浑浊介质中造影剂的动态性质的方法、装置和计算机程序产品。 应防止在待检查的浑浊介质与接纳部分之间的空间中存在不希望的不均勻性的情况下进 行对浑浊介质内部成像的测量。应确保对浑浊介质内部进行成像的实际测量并不包含由于 不希望的不均勻性所造成的伪像和测量误差。由根据权利要求1所述的方法来解决这个目的。提供用于对浑浊介质内部进行成 像的装置的控制方法。该方法用于下面这样的装置，该装置包括接纳部分，其用于接纳待
5检查的浑浊介质；至少一个光源，其光学地连接到接纳部分以辐照该接纳部分的内部；以 及至少一个检测器，其光学地连接到该接纳部分以检测从该接纳部分内部发出的光；该至 少一个光源与该至少一个检测器光学地连接到该接纳部分以使得在整个测量过程中形成 多个不同的源-检测器位置组合，该多个不同的源-检测器位置组合限定了通过接纳部分 的不同光路径。该方法包括快速测量步骤，在该快速测量步骤中生成对应于多个源-检测 器位置组合中仅一部分的减小的数据集合以提供关于接纳部分内部的快速信息。由于执行快速测量，其中仅生成减小的数据集合，所以可在执行实际测量之前快 速且有效地检测不均勻性。因此，如果存在不均勻性，它们可在实际测量开始之前被移除， 且并不通过存在不希望的不均勻性的方式来执行耗时的实际测量。因此，能够防止包含 由这些不均勻性所造成的伪像和测量误差的实际测量。另外，由于快速测量仅使用多个 源_检测器位置组合的一部分，所以可快速地执行快速测量步骤，这使得确定存在于浑浊 介质中的荧光造影剂的动态性质成为可能。优选地，在快速测量步骤中，比较由至少一个检测器检测的光强度与预期强度，且 基于该比较来确定在接纳部分中是否存在不希望的不均勻性。这样就提供了一种用于确定 是否存在不希望的不均勻性的容易且迅速的方法。对于此方法而言，使用以下事实相关出 现的不均勻性导致测量强度与预期强度之间的大差异。根据一方面，向用于对浑浊介质内部进行成像的装置的操作者提供检测强度与预 期强度之间比较的图形表示。因此，操作者可易于确定是否已经出现不希望的不均勻性，在 已经出现这种不均勻性的情况下，可执行适当行动来在实际测量开始之前移除不均勻性。 如果未识别到这种不均勻性，可开始实际测量。根据另一方面，提供图形表示使得其表示这种不希望的不均勻性存在于接纳部分 中的哪个位置处。在此情况下，操作者可更加快速地移除不均勻性，因为提供了关于不均勻 性位置的信息。如果执行快速测量步骤来确定位于浑浊介质中的造影剂的动态性质，则提供关于 被检查的浑浊介质内部的额外信息。优选地，在不同时间执行多个产生减小的数据集合的快速测量步骤。在此情况下， 可准确地确定造影剂的动态性质。这个目的进一步由根据权利要求7所述的用于对浑浊介质内部进行成像的装置 来解决。该装置包括接纳部分，其用于接纳待检查的浑浊介质；至少一个光源，其光学地 连接到该接纳部分以辐照该接纳部分的内部；以及至少一个检测器，其光学地连接到该接 纳部分以检测从接纳部分内部发出的光。该至少一个光源与至少一个检测器光学地连接到 该接纳部分使得在整个测量过程中形成多个不同源_检测器位置组合，该多个不同源_检 测器位置组合限定通过接纳部分的不同光路径。该装置还包括控制单元，其适于控制该装 置使得在快速测量步骤中生成对应于多个源-检测器位置组合的仅一部分的减小的数据 集合以提供关于接纳部分内部的快速信息。因此，可快速且有效地检测不均勻性。另外，它 们可在实际测量开始之前可靠地移除。可确定存在于浑浊介质中的造影剂的动态性质。根据一方面，该接纳部分包括多个导光体，该多个导光体光学地连接到至少一个 检测器和至少一个光源。该控制单元适于使得在快速测量步骤期间使用减小数量的这些导 光体来随后将光导向至该接纳部分内部。因此，在快速测量期间，与实际测量相比，光被切换的次数必须减少，因为在这个步骤期间使用更少的导光体。另外，生成减小的数据量。因此，可以以时间高效的方式来执行快速测量。优选地，控制单元适于使得在快速测量步骤中仅使用位于接纳部分上部中的导光 体来将光导向到接纳部分内。根据另一方面，多个导光体以环状结构布置于接纳部分上，环 状结构包括多个环或者其部段位于垂直于竖直轴线的平面中，且控制单元适于使得在快速 测量步骤中仅使用导光体的这些环中的上部环来将光导向至接纳部分内。在此情况下，使 用这样的事实即相关不希望的不均勻性将累积于接纳部分的上部区域中。甚至可利用减 小的数据集合来可靠地确定这种不均勻性的存在。另外，环状结构包括高对称性，高对称性 简化了对采样数据的分析。如果控制单元适于在快速测量期间使得仅使用导光体的最顶部的环来将光导向 至该接纳部分内，则甚至可利用在快速测量期间生成的极少量的数据来可靠地确定不均勻 性的存在。因此可很有效地确定不均勻性。根据一方面，提供开关元件以随后将来自至少一个光源的光导向至导光体内。导 光体的端部位于开关元件中。在快速测量步骤中使用的所述导光体的端部被彼此邻近地排 列，而在快速测量步骤中不使用的导光体的端部并不插置于其间。因此，可在快速测量步骤 中很快地执行光的切换和重导向。进一步缩短快速测量步骤所需的时间。优选地，该装置是医疗图像采集装置。这个目的进一步由根据权利要求15所述的用于对浑浊介质内部进行成像的装置 的计算机程序产品来解决。该计算机程序产品用于以下装置，该装置包括接纳部分，其用 于接纳待检查的浑浊介质；至少一个光源，其光学地连接到该接纳部分以辐照该接纳部分 的内部；至少一个检测器，其光学地连接到该接纳部分以检测从该接纳部分内部发出的光； 该至少一个光源和该至少一个检测器光学地连接到该接纳部分使得在整个测量过程中形 成多个不同源-检测器位置组合，该多个不同源-检测器位置组合限定了通过接纳部分(2) 的不同光路径；以及控制单元，其控制该装置的操作。计算机程序产品适于使得当其装载到 用于对浑浊介质进行成像的装置的控制单元中时，该装置受控制使得执行快速测量步骤， 在快速测量步骤中生成对应于多个源_检测器位置组合的仅一部分的减小的数据集合以 提供关于该接纳部分内部的快速信息。该计算机程序产品实现与上文关于方法所述的相同 优点。另外，计算机程序产品能在已知包括适当控制单元的用于对浑浊介质内部进行成像 的装置中实施快速测量。因此，无需额外技术措施就可在已知装置中实现这些步骤。
参看附图，通过下文的具体实施方式
，本发明的另外的特点和优点将显而易见。图1示意性地示出用于对浑浊介质内部进行成像的装置的接纳部分，浑浊介质和 光学匹配介质位于其中；图2分别示意性地示出接纳部分与光源和检测器的光学连接情况。图3示意性地示出在浑浊介质与接纳部分之间存在不希望的不均勻性的情况下 图1的接纳部分。
具体实施例方式现将参看图1至图3来描述本发明的实施例。在该实施例中，由用于扩散光层析 成像(DOT)的装置，特别是由乳房X线照相装置来形成用于对浑浊介质内部进行成像的装 置。由于这种装置的总体构造是本领域技术人员已知的，将不给出该装置的详细描述。在该实施例的装置中，待检查的浑浊介质1是女人乳房。该装置具备托架，患者置 于托架上。在托架中，提供接纳部分2，接纳部分2封闭一测量体积且被布置成接纳浑浊介 质1，如在图1中示意性地示出。接纳部分2具有杯状形状，其关于竖直轴线Z旋转对称 且 具备开口 3。如在图1中可以看出，待检查的浑浊介质1 (即乳房)放置于接纳部分2中使 得其从开口 3的侧部自由悬置于接纳部分2中。朝向浑浊介质3的接纳部分2的内表面具 备由光导纤维形成的多个导光体5的端部，这些光导纤维连接到光源6和多个检测器7。导 光体5的这些端部分布于容器2的内表面上使得具备导光体5的容器2仍构成基本上旋转
对称。在接纳部分2侧部上的导光体5的端部排列于多个环第5-1、第5-2，......，第5-n
上，这些环定位于垂直于轴线Z的平面中，如在图1中示意性地示出的那样。在每个环上， 多个导光体5的端部围绕接纳部分2的周缘分布。举例而言，在根据该实施例的装置中，提供512个导光体5，其端部分布于接纳部 分2上。导光体5可由光导纤维形成。在该实施例中，这些导光体5中的一半连接到检测器 7阵列。这些导光体5的另一半连接到开关9，开关9能将自光源6的光导向于256个导光 体5中的任一个中。应当指出的是导光体5的数量并不限于上文所述的数量。另外多于一 半或少于一半的导光体5可连接到检测器7。在本实施例中，光源6由激光器形成。但是， 可提供多于一个光源，光源的光可由开关9导向于选定导光体5中。该装置被结构化使得来自光源6的光随后可从不同方向导向至浑浊介质1且自浑 浊介质1发出的光可由多个检测器7检测到，检测器7的相对应的导光体5分布于容器2的 内表面上。该装置包括控制单元8，控制单元8基于来自检测器7的信号来重建浑浊介质1 内部的图像。为了进行重建，使用在扫描期间采样的信号，在该扫描中，光从不同方向导向 至浑浊介质1。为了简单起见，在图2中仅示意性地表示出用于对浑浊介质内部进行成像的 装置的这些元件。在图2中，控制单元8包括光源6和多个检测器7。在该实施例中，例如 来自光源6的光随后被导向至不同导光体5中，且作为响应在每种情况下从接纳部分2发 出的光由多个检测器7 (例如256检测器)检测到。接纳部分2的大小使得在接纳部分2的内表面与浑浊介质1之间留有空间。接纳 部分2被结构化以接纳光学匹配介质4，从而填充接纳部分2的内表面与浑浊介质1之间的 空间。为了进行检查，这个空间充满了光学匹配介质4，其用于提供待成像的浑浊介质1与 接纳部分2的内表面之间的光耦合。光学匹配介质4还用于防止来自光源6的导光体5与 耦接到检测器7的导光体5之间的出现光学变短(opticalshort-cutting)。而且，光学匹 配介质4用于对抗重建图像中的边界效应，该边界效应由浑浊介质1内部与接纳部分2中 其余空间之间的光学对比度差异造成。为此目的，光学匹配介质4具备与待检查的浑浊介 质1的光学性质基本上匹配的光学性质。在操作中，S卩，为了对浑浊介质的内部进行成像，首先，对完全充满光学匹配介质4 的接纳部分2执行基准测量。之后，待检查的浑浊介质(例如，女人乳房)被浸没于接纳部 分2中的光学匹配介质4中且执行实际测量。基准测量与实际测量都包括大量检测器信号，每个检测器信号形成测量数据集合。举例而言，在该实施例中，256 X 256个检测器信号 形成测量数据集合，因为提供256个检测器和相对应的导光体5且可经由256个不同导光 体5将光导向至接纳部分2内部。在提供多种不同光源的情况下，例如，发射不同波长光的 各个激光器，对于多个光源中的每一个而言，可测量该多个检测器信号使得测量数据集合 可变得更大。然后可使用被称作图像重建的过程将形成测量数据集合的所测量的检测器信 号转换成浑浊介质内部的三维图像。尽管形成测量数据集合的测量信号的数量并不限于上 文所述的值，显然测量数据集合包括大量数据且因此需要相当长的时间间隔。
由于待检查的浑浊介质1必须在执行实际测量之前浸没于接纳部分2中的光学匹 配介质4中，所以会出现下面这样的问题即，接纳部分2与浑浊介质1之间的空间可能未 完全充满光学匹配介质1，如在图3中示意性地示出。例如，充满空气或另一气体的间隙10 可形成于接纳部分2与浑浊介质1之间的空间的上部中，如在图3的左部所示。作为另一 实例，气泡11可存在于空间上部中，如在3的右部示意性地表示。如果在存在不均勻性的 情况下执行生成测量数据集合的实际测量，则在接纳部分2与浑浊介质1之间的空间中这 些不希望的不均勻性10、11可在重建图像中导致伪像或者导致严重测量误差。如果存在上 文所述的不希望的不均勻性10、11，则在不均勻性的区域中光的衰减将小于预期，这是因为 在不存在不均勻性10、11的情况下光将会穿过光学匹配介质4。因此，这种不均勻性10、11 可导致由相应检测器7所检测的强度以一到两个数量级的程度高于不存在这种不均勻性 情况下所检测的强度。在常规方法中，特别不利的是不希望的不均勻性存在将仅在测量和结果评估之后 才变得清楚，因为必须采样大量数据用于测量数据集合。如果存在(假设)无限大扩散介质的情况下，如果作为连接到光源6的导光体5和 连接到检测器7的导光体5之间的距离的函数，在曲线图中绘制出由相应检测器7所测量 的强度的对数乘以连接到光源6的导光体5和连接到检测器7的导光体5之间的距离，则 在曲线中将得到各量之间的线性关系。在接纳部分2的实际杯状几何形状中，在靠近边界 处发生某些偏离，但总的来说，测量点仍近似位于直线上。但如果如上文所述的不希望的不 均勻性10、11存在于从光源6到相应检测器7的光路径中的话，对于受影响的检测器7而 言，这会导致明显更高的测量强度值并因此导致从预期直线的偏离。因此，可使用这种偏离 来识别不均勻性的存在。在根据本实施例的操作模式中，使用以下事实不希望的不均勻性将主要形成于 浑浊介质1与接纳部分2之间空间的上部区域中。这是由于以下事实造成如果存在由空 气或另一气体所形成的不均勻性的情况下，与光学匹配介质4相比，不均勻性具有更低密 度且因此将上浮。如在图3的示意说明中可以看出，不均勻性10的存在将主要影响这样一 些光路径的检测强度，这些光路径包括在接纳部分2的开口 3的侧部上的导光体5的环，
艮口，包括导光体5的上部环第5-1，第5-2，.......根据该实施例，为了检测不均勻性的存
在，在执行实际测量之前执行快速测量，在快速测量中对快速测量数据集合进行采样，与实 际测量数据集合相比快速测量数据集合减小。换言之，执行快速测量，其中对减小的、较少 量的检测器信号进行采样以确定是否存在不均勻性。举例而言，在快速测量中，仅使用位于导光体5的上部环第5-1 (其靠近接纳部分 2的开口 3处)中且连接到的光源6的那些导光体5，以辐照接纳部分2的内部并由多个检测器7来检测所得到的强度。因此，快速测量生成快速测量数据集合，相对于实际测量数据 集合，快速测量数据集合基本上是减小的。在本发明中，“减小的数据集合”应被理解为是包 括较少数据值且因此具有减小数据量的数据集合。作为一非限制性实例，连接到光源6的16个导光体5存在于导光体的上部环第5-1 中，连接到光源6的256个导光体5分布于的整个接纳部分2上以用于实际测量，且提供256 个检测器。在此情况下，快速测量数据集合包括16 X 256个检测器信号，与测量数据集合中的 256X 256个检测器信号相比，快速测量数据集合只是一小部分。应清楚地理解，上文所给出 的实例只是为了解释且该实施例并不限于这些明确给出的值。更一般而言，作为测量数据集 合中XXY个检测器值的替代，快速测量数据集合仅包括xXY个值且分别为x<X或x<<X。作为替代，不仅可使用位于最靠近开口 3处的导光体的环第5-1，也可使用从开口 3方向中看到的第二 5-2或第三导光体环。可使用这些导光体环中的两个或两个以上进行 快速测量。另外，关于相应导光体环，未必使用连接到光源6的所有导光体5进行快速测量。如果不仅使用源位置(即，连接到光源6的导光体5，仅那些上部环第5-1，第
5-2......)而且还使用检测器位置，则可进一步减小用于快速测量数据集合的数据量。在
此情况下，在快速测量期间仅使用连接到止于上部环第5-1、第5-2等中的导光体5的那些 检测器。作为用于实际测量的XXY个检测器信号的替代，快速测量数据集合仅包括xXy 个值且χ<Χ或x<<X;y<Y或y<<Y。因此，快速测量需要对更少数据采样。比较在快速测量期间生成的快速测量数据集合与预期值。如果快速测量数据集合 的值明显高于预期值，则判定不希望的不均勻性存在于浑浊介质1与接纳部分2之间的空 间中。因此，通过在实际测量开始之前进行快速测量，可在执行生成大量测量数据集合的实 际测量之前检测不希望的不均勻性的存在。如果检测到不希望的不均勻性，它们可在实际 测量开始之前容易地移除。因此可节省宝贵的时间和精力。另外，所描述的方法可应用于已知的用于检查浑浊介质内部的装置且已知的装置 可适于执行所描述的方法。因此，可以具成本效率的方式实现这些优点。也可由计算机程序产品来达成根据该实施例的具体实现，计算机程序产品可装载 于用于对浑浊介质内部进行成像的装置的控制单元中。在此情况下，实施计算机程序产品 使得当装载于用于对浑浊介质内部进行成像的装置的控制单元中并执行时，使得该装置在 实际测量开始之前执行快速测量，快速测量生成快速测量数据集合。另外，可实施计算机程 序产品使得在装载计算机程序产品之后在本说明书中描述的其它特点在用于对浑浊介质 内部进行成像的装置中成为现实。计算机程序产品可提供于物理数据载体上，诸如CD-ROM 或DVD上。可作为图形表示向用于对浑浊介质内部进行成像的装置的操作者提供快速测量 结果，例如通过在诸如监视器的光学用户界面上显示曲线来进行。在此情况下，操作者可从 图形表示容易地确定是否存在不希望的不均勻性。用于对浑浊介质内部进行成像的装置的 控制单元8可适于使得其提供图形表示。举例而言，图形表示可为曲线，该曲线示出作为连 接到光源6的导光体5和连接到检测器7的导光体5之间的距离的函数的、由相应检测器 7测量的强度的对数乘以连接到光源6的导光体5和连接到检测器7的导光体5之间的距 离，如已在上文中描述。如果该曲线示出自预期直线向更高强度偏离，可判定存在不希望的 不均勻性。应当指出的是，不希望的不均勻性将造成这种图形表示中向更高强度的凸峰。
如果预期值也在该图形表示中示出，那么可由操作者容易地识别不希望的不均勻性。另外，可用图形来表示所测量的检测强度的空间分布。这提供关于不均勻性的空间分 辨信息。在此情况下，操作者可从图形表示识别一个或多个不希望的不均勻性位于哪个位 置或哪些位置处。因此，可更快速地移除不均勻性。现将描述另一操作模式。在上文中已描述了可提供用于对浑浊介质内部进行成像 的方法，其中荧光造影剂注射于浑浊介质1中。荧光造影剂被设计成使得其累积于癌细胞 中。在已知方法中，在注射荧光造影剂之后执行用于对待检查的浑浊介质1内部进行成像 的生成测量数据集合的测量步骤，以实现浑浊介质1内部的静态图像。因此，可确定荧光造 影剂在特定时间点处在浑浊介质中的空间分布。但是由于仅确定造影剂的空间分布的静态 图像的事实，可不确定关于造影剂动态性质的信息，即空间分布随时间的变化的信息。如果 执行多个生成测量数据集合的测量步骤，则测量步骤将花费较长时间。在许多情况下，这个 测量时间将超过造影剂动态性质的相关时间常数。因此，已知方法并不适合确定可从造影 剂的动态性质收集的额外信息。在上文中描述了在用于对浑浊介质内部进行成像的装置中提供充当导光体5的 大量纤维(例如256个这样的纤维)，用于以不同位置将光从光源6导向到接纳部分2内 部。在生成用于对待检查的浑浊介质1内部进行成像的测量数据集合的测量步骤期间，这 些大量导光体5用于随后辐照浑浊介质以实现大量信息。但是，发现可使用有限数量的这 些导光体5来执行浑浊介质1的合理扫描，该合理扫描允许确定造影剂的动态性质，例如使 用导光体5中的仅64个导光体来将光从光源6导向至接纳部分2内部。因此可利用关于 接纳部分2中的浑浊介质1的有限数量的源位置来执行生成减小的快速测量数据集合的快 速测量。这种快速测量步骤可足够快速执行以确定造影剂的动态性质并因此确定包含于其 中的额外信息。如果仅使用快速测量数据集合的信息，则会明显降低例如浑浊介质1中损 伤的可检测性，但如果显著地减少源位置的数量，则仅改变检测限度数毫米。因此，包含于 快速测量数据集合中的信息足够以充分的准确性来确定造影剂的动态性质。另外，执行生 成测量数据集合的测量步骤从而以高度准确性来实现浑浊介质1的图像。根据替代方案，执行多个生成快速测量数据集合的快速测量步骤。这些快速测量 中的每一个可快速地执行且多个快速扫描允许准确地确定造影剂动态性质，即其空间分布 随时间的变化。在上文中描述了提供开关9以在随后将来自光源6的光导向至不同导光体5中从 而辐照浑浊介质1。举例而言，导光体5由光引导纤维形成且开关9为纤维开关。在开关 9中布置有连接到该接纳部分2内部的导光体5的端部。为了随后将来自光源6的光切换 到相当于放置于接纳部分2中的浑浊介质1的不同源位置处，随后由开关9将光导向至不 同导光体5中。如果在快速测量步骤期间仅使用有限数量的导光体5 (例如仅256个导光 体中的64个导光体)，必须由开关9将光仅切换到有限数量的位置。在此实例中，如果使 用256个导光体中的64个导光体，在快速测量步骤期间，光必须被切换到导光体5的四分 之一。如果使用排列成一行的导光体5的每四分之一，那么在每次切换中，开关9将必须在 四个导光体5上移位。这将会在很大程度上增大切换时间并因此增大快速测量步骤的总时 间。为了克服这个问题，在快速测量步骤中使用的导光体5的开关侧的端部在开关9中彼 此相邻且并排地排列。在快速测量步骤期间不使用的导光体5的端部并不插置于在快速测量步骤期间使用的导光体5的端部之间。因此，显著缩短了切换时间且可能进行快速测量步骤。应当指出的是，该实施例并不限于上文所提到的确切数量，特别地可提供多于或 少于256个导光体以将光源6连接到接纳部分2的内部，且在快速测量步骤中未必使用导 光体5的四分之一。尽管已描述了多个导光体5提供于接纳部分中以连接到检测器7，检测器7也可 直接布置于接纳部分2中而无需插置导光体5。尽管在整个说明书中描述了多个检测器7， 可提供仅一个检测器7，其利用开关连接到接纳部分2中的多个检测位置，即导光体5的端 部。但多个检测器7的使用是优选的。较不优选的替代方案可为提供仅一个可能的源位 置和多个不同的检测位置，或者提供多个不同的源位置和仅一个可能的检测位置。另外，应 当指出的是，在原则上，可提供仅包括快速测量步骤所需的更少数量的可能的源-检测器 位置组合的装置。也可能是装置包括单个光源和单个检测器，且光源和检测器中的至少一 个可相对于接纳部分(2)移动。这种装置的实例是这样的装置其包括在围绕接纳部分绕 转时形成源位置和检测位置的光源和检测器。在任何给定时间，存在自源位置通过接纳部 分到检测位置的单个光路径，但在整个测量中且对于在测量期间绕转的源位置与检测位置 而言，多个不同的源-检测器是在整个测量中通过接纳部分形成的位置。接纳部分2未必由如上文所述的杯状容器形成。也能由这样的压缩表面实现接纳 部分2，即，在各个压缩表面之间压缩浑浊介质。在此情况下，该装置可包括光学透明的柔性 袋来容纳浑浊介质和光学匹配介质，其中在各个压缩表面之间压缩柔性袋和其内含物，即 浑浊介质和光学匹配介质。在这种实施例中，表面被布置成大致平行，具有多行导光体5。 因此，可简化接纳部分的构造。此外，可使各个表面彼此之间的位置为柔性的。因此，通过移动这些表面可使接纳部分适应浑浊介质的大小。
权利要求
一种用于对浑浊介质内部进行成像的装置的控制方法，所述装置包括接纳部分(2)，其用于接纳待检查的浑浊介质(1)；至少一个光源(6)，其光学地连接到所述接纳部分(2)以辐照所述接纳部分(2)的内部；以及至少一个检测器(7)，其光学地连接到所述接纳部分(2)以检测从所述接纳部分(2)内部发出的光；所述至少一个光源(6)和所述至少一个检测器(7)光学地连接到所述接纳部分(2)使得在整个测量过程中形成多个不同的源-检测器位置组合，该多个源-检测器位置组合限定了穿过该接纳部分(2)的不同光路径；其中所述方法包括快速测量步骤，在快速测量步骤中生成对应于多个源-检测器位置组合的仅一部分的减小的数据集合以提供关于所述接纳部分(2)内部的快速信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述快速测量步骤中，比较由所述至少一个检 测器(7)所检测的光的强度与预期强度，且基于这个比较来确定在所述接纳部分(2)中是 否存在不希望的不均勻性(10，11)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中向所述用于对浑浊介质内部进行成像的装置的操 作者提供所检测的强度与所述预期强度之间比较的图形表示。
4.根据权利要求3所述的方法，其中提供所述图形表示使得其表示不希望的不均勻性 存在于所述接纳部分中的哪个位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述快速测量步骤以确定位于所述浑浊介质 (1)中的造影剂的动态性质或者确定在所述接纳部分(2)中是否存在不希望的不均勻性。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在不同时间执行产生减小的数据集 合的多个快速测量步骤。
7.一种用于对浑浊介质内部进行成像的装置，所述装置包括接纳部分(2)，其用于接纳待检查的浑浊介质(1)；至少一个光源(6)，其光学地连接到所述接纳部分(2)以辐照所述接纳部分(2)的内 部；以及至少一个检测器(7)，其光学地连接到所述接纳部分(2)以检测从所述接纳部分(2)内 部发出的光；所述至少一个光源(6)与所述至少一个检测器(7)光学地连接到所述接纳部分(2)使 得在整个测量过程中形成多个不同的源_检测器位置组合，这些不同的源_检测器位置组 合限定了通过所述接纳部分(2)的不同光路径；其中所述装置还包括控制单元(8)，所述控制单元(8)适于控制所述装置以使得在快速测量步骤中生成对应于多个源_检测器位置组合的仅一部分的减小的数据集 合，以提供关于所述接纳部分⑵内部的快速信息。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述接纳部分(2)包括多个导光体(5)，用于光学 地连接到所述至少一个检测器(7)和所述至少一个光源(6)，且其中所述控制单元(8)还适 于使得在快速测量步骤期间使用减小数量的这些导光体(5)来随后将光导向到所述接纳 部分(2)的内部。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的装置，其中所述控制单元(8)适于使得在所述快速测量步骤中仅使用位于所述接纳部分(2)上部中的导光体(5)来将光导向到所述接纳 部分⑵内。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述多个导光体(5)以环状结构排列于所述接纳部分(2)上，所述环状结构包括多个环(第5-1，第5-2，......，第5-n)或其部段位于垂直于竖直轴线(Z)的平面中，且所述控制单元(8)适于使得在所述快速测量步骤中，仅使用所述导光体的这些环中的上部的一些环(第5-1，第5-2，......)来将光导向至所述接纳部分⑵内。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述控制单元(8)适于使得在所述快速测量期 间 仅使用导光体的最顶部的环(第5-1)来将光导向至所述接纳部分(2)内。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置，其中所述接纳部分(2)以具有导光体(5)的多个环(第5-1，第5-2，......，第5-n)的杯状形式来实现，或者所述接纳部分(2)包括具有成行的导光体(5)的平行表面。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的装置，其中提供开关元件(9)以随后将光从 至少一个光源(6)导向至所述导光体(5)中；并且其中在所述快速测量步骤期间所使用的 所述导光体(5)的位于所述开关元件中的端部彼此相邻地排列，而在所述快速测量步骤中 并不使用的导光体(5)的端部并不插置于其间。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的装置，其中所述装置是医疗图像采集装置。
15.一种用于对浑浊介质内部进行成像的装置的计算机程序产品，所述装置包括接纳部分(2)，其用于接纳待检查的浑浊介质(1)；至少一个光源(6)，其光学地连接到所述接纳部分(2)以辐照所述接纳部分(2)的内 部；以及至少一个检测器(7)，其光学地连接到所述接纳部分(2)以检测从所述接纳部分(2)内 部发出的光；所述至少一个光源(6)与所述至少一个检测器(7)光学地连接到所述接纳部分(2)以 使得在整个测量过程中形成多个不同的源-检测器位置组合，该多个不同的源-检测器位 置组合限定了通过所述接纳部分(2)的不同光路径；以及控制单元(8)，其控制所述装置的运行；其中所述计算机程序产品适于当被加载于所述控制单元(8)中时控制所述装置以使得快速测量步骤得以执行，在该快速测量步骤中生成对应于多个源-检测器位置组合中 仅一部分的减小的数据集合以提供关于所述接纳部分(2)内部的快速信息。
全文摘要
本发明提供一种对浑浊介质内部进行成像的装置的控制方法。该装置包括接纳部分(2)，其用于接纳待检查的浑浊介质(1)；至少一个光源(6)，其光学地连接到该接纳部分(2)以辐照该接纳部分(2)的内部；以及至少一个检测器(7)，其光学地连接到该接纳部分(2)以检测从该接纳部分(2)内部发出的光。至少一个光源(6)和至少一个检测器(7)光学地连接到该接纳部分(2)以使得在整个测量过程中形成多个不同的源-检测器位置组合。不同的源-检测器位置组合限定了通过该接纳部分(2)的不同光路径。该方法包括快速测量步骤，在该快速测量步骤中生成对应于多个源-检测器位置组合的仅一部分的减小的数据集合以提供关于所述接纳部分(2)内部的快速信息。
文档编号G01N21/15GK101849175SQ200880114651
公开日2010年9月29日 申请日期2008年10月28日 优先权日2007年11月5日
发明者B·J·布伦德尔, L·P·巴克, M·B·范德马克, R·哈伯斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司