用于使對象成像的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及成像，并具體涉及用于進行臨床檢查的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]宮頸癌是全球女性最常見的癌癥之一。由于侵襲性疾病是以癌前宮頸上皮內(nèi)瘤樣病變(CIN)為先導(dǎo)，如果及早發(fā)現(xiàn)和適當(dāng)治療，可普遍避免宮頸癌。因此，及早發(fā)現(xiàn)癌變和癌前病變對防止病情發(fā)展尤為重要。
[0003]陰道鏡檢查涉及目測檢查具有一定先前異常跡象的患者的宮頸。該過程通常利用陰道鏡完成。陰道鏡通常包括用來照亮對象內(nèi)部的感興趣區(qū)域(例如，患者的子宮頸)的光源，以及用來獲取感興趣區(qū)域的圖像的圖像傳感器(例如電荷耦合裝置探測器，即CCD探測器)。獲得的圖像將提供給臨床醫(yī)生。這種陰道鏡檢查可由臨床醫(yī)生用來識別和排序病變的嚴(yán)重程度，因此如有必要，可以對表示最高等級異常的宮頸組織進行活組織采樣檢查。
[0004]為了可靠地評估陰道鏡檢查的特征，影像必須有高的視覺質(zhì)量。導(dǎo)致宮頸影像不好的一個因素是鏡面反射(即，閃爍)。通常，閃爍是不合需要的，因為它有效地消除了圖像中的顏色信息(顏色信息可以表示組織結(jié)構(gòu)并且對于檢測癌前病變是重要的)。減少圖像中的閃爍量有益于產(chǎn)生用于診斷目的的高質(zhì)量圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]期望的是提供一種陰道鏡或其它醫(yī)療儀器以便有效地產(chǎn)生在抑制閃爍的同時保持圖像清晰度的高質(zhì)量圖像。
[0006]簡單地說，光源朝著對象內(nèi)的感興趣區(qū)域(例如，患者的宮頸)提供照明閃光。是本發(fā)明的發(fā)明人首先意識到，可以通過控制照明閃光的持續(xù)時間和光探測器的成像周期來有效地減少閃爍。特別地，如果照明閃光的持續(xù)時間比光探測器的成像周期(如CCD探測器的曝光時間)短很多，即足以使不同的光源能夠以不同的角度對感興趣的區(qū)域分別提供照明閃光，則在成像周期內(nèi)光探測器可以接收來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對象，在基于反射光混合的基礎(chǔ)上形成的一幀圖像中，閃爍可以被有效地減少。
[0007]本文描述了一種用于在一個對象內(nèi)的感興趣區(qū)域(如宮頸)的圖像中減少閃爍的技術(shù)。
[0008]在一方面，本發(fā)明提供了一種用于使對象成像的裝置(100、200、300)，包括:多個用于照明所述對象內(nèi)的感興趣區(qū)域的光源(20)，至少一部分的光源(20)被劃分為組并被分組致動，每一組被致動光源(20)提供具有預(yù)定持續(xù)時間的照明閃光，并且不同組的光源
(20)以不同的角度照明所述感興趣區(qū)域；以及光探測器(40)，所述光探測器(40)用于在所述光探測器(40)的每個成像周期接收由所述對象反射的光以為所述感興趣區(qū)域形成一幀圖像，并且所述照明閃光的所述預(yù)定持續(xù)時間短于所述成像周期，足以使不同組的光源能夠在每個成像周期在所述成像周期內(nèi)的不同時刻照明所述感興趣區(qū)域。
[0009]在另一方面，本發(fā)明提供了一種使對象成像的方法，包括:通過多個光源(20)照明所述對象內(nèi)的感興趣區(qū)域，至少一部分的光源(20)被劃分成組并被分組致動，每一組被致動光源(20)提供具有預(yù)定持續(xù)時間的照明閃光，并且不同組的光源(20)以不同的角度照明所述感興趣區(qū)域；以及在所述光探測器(40)的每個成像周期由光探測器(40)接收光以為所述感興趣區(qū)域形成一幀圖像，所述光由所述對象反射，并且所述照明閃光的預(yù)定持續(xù)時間短于所述成像周期，足以使不同組的光源能夠在每個成像周期在所述成像周期內(nèi)的不同時刻照明所述感興趣區(qū)域。
[0010]實驗結(jié)果表明，根據(jù)本文所描述的技術(shù)，在對象內(nèi)的感興趣區(qū)域(如器官或組織)的圖像中的閃爍可以實時地減少，從而提高了在對象內(nèi)的診斷相關(guān)特征的可視化程度。
[0011]以下進一步詳細描述本發(fā)明的各個方面和特征。并且參照結(jié)合附圖所做出的描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將變得更加明顯且容易理解。
【附圖說明】
[0012]下文會結(jié)合技術(shù)方案并參照附圖更詳細地描述和解釋本發(fā)明，其中:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的裝置的一種設(shè)計的示意圖；
[0014]圖2是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的光源的概念前視圖；
[0015]圖3是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的裝置的另一種設(shè)計的示意圖；
[0016]圖4A和圖4B是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的光源的概念前視圖；
[0017]圖5A、圖5B和圖5C是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的光源的概念前視圖；
[0018]圖6是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的裝置的又一種設(shè)計的示意圖；
[0019]圖7是由根據(jù)本發(fā)明的一種設(shè)計的裝置執(zhí)行的過程的流程圖。
[0020]圖中相同的附圖標(biāo)記指示類似或相應(yīng)的特征和/或功能。
【具體實施方式】
[0021]將針對特定的技術(shù)方案并參考某些附圖描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此，而是僅由權(quán)利要求限定。所描述的附圖只是示意性的而非限制性的。在附圖中，為了說明的目的，一些元件的尺寸可能被夸大并且未按比例繪制。
[0022]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的裝置(由附圖標(biāo)記100指示)的一種設(shè)計的示意圖。裝置100包括托架10、多個設(shè)置在托架10上的光源20。每一個光源20可被致動，以在對象內(nèi)的感興趣區(qū)域S(在本示例中是患者體內(nèi)的宮頸區(qū)域)提供照明。當(dāng)照明光線與感興趣區(qū)域相互作用時，光線由對象反射。裝置100進一步包括光探測器40，該光探測器40用于接收由對象所反射的光以使感興趣區(qū)域成像。例如，光探測器40可以是用于提供感興趣區(qū)域的圖片的黑白CXD探測器或彩色CXD探測器。
[0023]在一種設(shè)計中，托架10是環(huán)形板。在優(yōu)選的設(shè)計中，如圖2所示，光源20等角地安裝在托架10上以便圍繞托架10的檢測孔12。在優(yōu)選的設(shè)計中，檢測孔12是圓形的，其中檢測孔12的中心軸線14與用于查看感興趣區(qū)域的光軸重合。每個被致動的光源(例如光源19)可被控制以發(fā)出一道入射在感興趣區(qū)域S上的照明光(即照明閃光)。如果照明閃光的持續(xù)時間比光探測器40的成像周期短得多，那么光探測器40在成像周期內(nèi)可以接收由不同的被致動光源所產(chǎn)生的反射光。在一種示例設(shè)計中，光探測器40是CCD探測器并且成像周期是光探測器40的曝光時間(即快門速度)。利用光探測器40每一成像周期所接收的反射光來形成感興趣區(qū)域的一幀圖像。由于被致動光源位于環(huán)形板上的不同位置，從不同光源發(fā)出的照明閃光以不同角度朝著感興趣區(qū)域?qū)?。因此，圖像幀中的閃爍被有效地減少了。也就是說，由于光探測器40在成像周期內(nèi)可以接收來自不同光源20以不同的角度照亮對象的反射光混合，在基于反射光混合形成的圖像幀里，閃爍可以被有效地抑制。
[0024]在優(yōu)選的設(shè)計中，在成像期間，每個光源被致動一次，并且所有的光源20促成用來形成一幀圖像的反射光混合。在另一示例設(shè)計中，在成像期間，一些光源20被致動以提供光照而其它光源20不被致動；因此，只有被致動的光源20促成用來形成一幀圖像的反射光混合。在另一示例設(shè)計中，在成像期間，所有的光源20被致動一次，但一些光源20根據(jù)預(yù)定序列被額外致動，例如被致動兩次；因此，所有被致動的光源20 (即每次它們被致動)促成用來形成一幀圖像的反射光混合。
[0025]在一種設(shè)計中，光源20是LED (發(fā)光二極管)。LED的使用有幾個好處。一個好處是，LED是由驅(qū)動電流驅(qū)動，從而可以容易地實現(xiàn)單個LED或LED組合的致動。為LED提供驅(qū)動電流的驅(qū)動電路(未示出)可設(shè)置于托架10上，例如按照優(yōu)選的設(shè)計一體成形于托架10上。第一控制器通過有線或無線連接聯(lián)接到驅(qū)動電路。第一控制器為驅(qū)動電路提供第一控制信號以使驅(qū)動電路能夠致動LED。第一控制器可設(shè)置于托架10上，或者可替代地，可以脫離托架10設(shè)置。
[0026]使用LED作為光源20的另一個好處在于可以通過控制施加到LED的驅(qū)動電流來把LED照明閃光的持續(xù)時間(即LED的閃光持續(xù)時間)設(shè)定為很短的時間。例如，預(yù)定的LED閃光持續(xù)時間可設(shè)定在1ns (納秒)到10ns的范圍內(nèi)。然而，光探測器的成像周期(例如CCD探測器的曝光時間)通常設(shè)為Ι/ls(秒)、l/2s、l/6s、l/25s、l/50s、l/75s、1/lOOs…1/lOOOOs (例如索尼FCB-EX系列總共提供了 25級)中的一個。眾所周知Is (秒)=1000000000ns (納秒)。因此，如果使用LED作為光源20，每個LED的閃光持續(xù)時間會比CCD探測器的曝光時間短得多，足以使以不同角度導(dǎo)向到感興趣區(qū)域的不同的被致動LED能夠在CCD的曝光時間內(nèi)照亮該對象。第二控制器提供第二控制信號給