[發明專利]用于漫射性介質虛擬折射率匹配的系統和方法

有效

• 申請號: 201080052953.2
• 申請日: 2010-09-22
• 公開（公告）號: CN102781307A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 洛倫佐·喬格·里波爾;威爾·I·亞瑞德;喬舒亞·坎普納
• 申請（專利權）人: 文森醫學公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;G01N21/47;G06T11/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李劍

1.一種熒光分子斷層攝影成像系統，包括：

激發光源；

光學成像裝置，其被配置成把光從所述激發光源引導到受試者中多個位置處；

檢測器，其被配置成在多個位置處對從所述受試者內的區域發出的熒光進行檢測；以及

處理器，其被配置成對與檢測到的從所述受試者的所述區域發出的熒光相對應的數據進行處理，以產生所述受試者的所述區域的斷層攝影學表現形式，其中，所述處理器被配置成執行指令，從而：

(a)使用與所檢測的熒光相對應的數據來建立從所述激發光源向所述受試者的所述區域的激發光傳播的、以及從所述區域向所述檢測器的熒光傳播的正向模型，其中，一個或多個虛擬匹配變換被應用于與所檢測的熒光相對應的數據以考慮所述受試者的表面處的折射率間斷，所述正向模型利用一個或多個無限齊次函數而被建立成元素的權重矩陣，使得如同所述受試者的表面處不存在折射率間斷那樣來對光傳播進行建模；以及

(b)對所述權重矩陣求逆，以獲得所述受試者的所述區域的斷層攝影學表現形式。

2.根據權利要求1所述的系統，其中，在所述正向模型中，所述激發光源是在實際空間中表示的，所檢測的熒光是在頻率空間中表示的，并且其中，所述受試者的所述區域的斷層攝影學表現形式是實際空間中的表現形式。

3.根據權利要求1或2所述的系統，其中，所述正向模型中建立了虛擬檢測器，這些虛擬檢測器符合與實際檢測器的布局不同的外加幾何形狀，所述正向模型對從所述受試者的所述區域向所述虛擬檢測器的光傳播進行仿真。

4.根據權利要求3所述的系統，其中，所述外加幾何形狀是平面陣列。

5.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，所述檢測器還被配置成在多個位置處對從所述受試者發出的激發光進行檢測，并且其中，所述處理器被配置成執行指令以使用與所檢測的激發光和所檢測的熒光相對應的數據來建立所述正向模型。

6.根據權利要求5所述的系統，其中，在所述正向模型中，一個或多個虛擬匹配變換被應用于與所檢測的激發光對應的數據。

7.根據權利要求5或6所述的系統，其中，在所述正向模型中，所述激發光源是在實際空間中表示的，所檢測的激發光是在頻率空間中表示的，所檢測的熒光是在頻率空間中表示的，所述受試者的所述區域的斷層攝影學表現形式是在實際空間中的表現形式。

8.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，所述正向模型中使用表面通量分布的實驗測量結果。

9.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，所檢測的熒光是從所述受試者的所述區域內的探針發射的，(a)中的所述正向模型對從所述激發光源向所述探針的激發光傳播以及從所述探針向所述檢測器發射的熒光傳播進行建模。

10.根據權利要求9所述的系統，其中，在所述正向模型中，使用玻恩近似來表示所檢測的從所述探針發射的熒光的強度，所述探針在所述區域內具有空間變化的濃度。

11.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，所檢測的熒光的強度利用在空間上對應的所檢測的激發光的強度來歸一化。

12.根據權利要求11所述的系統，其中，所述正向模型被建立成歸一化元素的權重矩陣。

13.根據權利要求5所述的系統，其中，(a)中的所述正向模型表示相對應的虛擬匹配的表達式中所檢測的熒光以及所檢測的激發光。

14.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，所述激發光源或所述光學成像裝置包括掃描儀，所述掃描儀被配置成把光引導到所述受試者中多個位置處，從而限定多個源位置。

15.根據權利要求14所述的系統，其中，所述多個源位置以非均勻的方式間隔開。

16.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，所述檢測器包括檢測器位置的陣列，并且其中，(a)中的所述正向模型是用從所述檢測器位置的陣列獲得的數據來建立的。

17.根據權利要求16所述的系統，其中，檢測器位置顯著多于源位置。

18.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中，所述光學成像裝置包括腔。