專(zhuān)利名稱：：用于對(duì)解剖結(jié)構(gòu)中的組織成像的系統(tǒng)、方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)及用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體涉及醫(yī)療成像領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及體內(nèi)前列腺癌的成像。
背景技術(shù)：
：在男性中，前列腺癌是除皮膚癌之外最常見(jiàn)的癌癥。美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)(ACS)估計(jì)在在2005年，美國(guó)將確診大約232，090個(gè)前列腺癌新病例并且有30，350個(gè)男人死于這種疾病。ACS估計(jì)，在美國(guó)一名男性在其一生中有六分之一患前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。存在可用于檢測(cè)前列腺癌的幾種檢測(cè)方法，例如前列腺特異抗原(PSA)血檢、直腸指檢(DRE)、經(jīng)直腸超聲(TRUS)以及核心針穿刺活檢。PSA、DRE和TRUS都對(duì)前列腺癌具有有限的敏感性和/或特異性。PSA主要用于估計(jì)患有前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)，而對(duì)于DRE而言，僅僅可以根據(jù)大小和形狀等等來(lái)檢測(cè)靠近直腸壁的可觸知病變。通常使用活檢來(lái)執(zhí)行前列腺癌的診斷，其中在顯微鏡下移除并檢查前列腺組織的小樣本。進(jìn)行前列腺活檢的主要方法是使用TRUS作為指引的核心針穿刺活檢。該活檢是診斷前列腺癌并對(duì)其分階段所必需的。如果活檢是從腫瘤(tumor)中進(jìn)行的，則病理學(xué)者可以以很高的準(zhǔn)確度診斷癌癥。然而，問(wèn)題在于從正確的組織體(tissuevolume)中進(jìn)行活檢。這時(shí)，TRUS用作對(duì)患病組織進(jìn)行成像的成像模態(tài)。TRUS系統(tǒng)還可以用于指引來(lái)自患病組織體的活檢。在某些情況下，使用TRUS識(shí)別病變是可能的，然而在許多情況下病變是不可見(jiàn)的，在這些情況下TRUS僅僅可以用于確定前列腺的位置和大小。由于病變的位置是未知的，所以在嘗試中隨機(jī)進(jìn)行多個(gè)一典型地在6和l2之間一活檢以遇到存在的腫瘤病變中的至少一個(gè)。顯然，該過(guò)程導(dǎo)致大量的假陰性。EP1559363A2公開(kāi)了一種將光學(xué)成像技術(shù)與解剖成像技術(shù)(例4如MR，超聲)結(jié)合在一起的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以用于可包括指引活檢的成像指引。該系統(tǒng)的缺陷在于，該系統(tǒng)中存在的光學(xué)成像技術(shù)一即熒光成像一僅僅以大約l-2mm的穿透深度進(jìn)入所檢查的組織，這受到強(qiáng)烈的光散射限制。因此，使用EP1559363A2不能檢測(cè)位于從所檢查的組織表面深入lmm以上處的病變。因此一種允許增強(qiáng)的成像分辨率，提高的患病組織的檢測(cè)率、對(duì)穿透深度的成像、靈活性、成本效益，以及使受影響的對(duì)象減少緊張(strain)的改進(jìn)的系統(tǒng)、方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)及使用將是有利的。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明優(yōu)選地設(shè)法單獨(dú)地或以任何組合的方式緩解、減輕或消除現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷中的一個(gè)或多個(gè)，并且通過(guò)提供根據(jù)所附權(quán)利要求的系統(tǒng)、方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)及使用來(lái)至少解決上述問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于對(duì)體內(nèi)前列腺中的前列腺癌進(jìn)行成像的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括選自下列單元中的至少三個(gè)單元電磁輻射源和檢測(cè)器單元，以形成多個(gè)電磁輻射路徑，其中該電磁輻射源被配置成發(fā)射入射電磁輻射到前列腺上，并且該檢測(cè)器單元被配置成接收該電磁輻射，其中該電磁輻射在前列腺中已被散射多次，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括圖像重構(gòu)單元，用于基于由所述至少一個(gè)檢測(cè)器單元接收到的被散射的電磁輻射來(lái)重構(gòu)前列腺的擴(kuò)散光學(xué)斷層造影(DOT)圖像數(shù)據(jù)集；以及辨別單元(discriminationunit)，用于基于圖像數(shù)據(jù)集中的信息來(lái)辨別健康組織和患病組織。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于對(duì)體內(nèi)前列腺中的前列腺癌進(jìn)行成像的方法。該方法包括發(fā)射入射電磁輻射到前列腺上；接收該電磁輻射，其中該電磁輻射在前列腺中已被散射多次，其中所述發(fā)射入射電磁輻射和所述接收該電磁輻射形成多個(gè)電磁輻射路徑，該方法進(jìn)一步包括基于接收到的被散射的電磁輻射來(lái)重構(gòu)前列腺的擴(kuò)散光學(xué)斷層造影圖像數(shù)據(jù)集；以及基于圖像數(shù)據(jù)集中的信息來(lái)辨別健康組織和患病組織。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，已經(jīng)在該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上包含了用于由計(jì)算機(jī)處理以便對(duì)體內(nèi)前列腺中的前列腺癌進(jìn)行成像的計(jì)算機(jī)程序。該計(jì)算機(jī)程序包括發(fā)射代碼段，用于發(fā)射入射電磁輻射到前列腺上；接收代碼段，用于接收所述電磁輻射，其中該電磁輻射已經(jīng)在前列腺中被散射多次，其中該發(fā)射的入射電磁輻射和該接收的電磁輻射形成多個(gè)電磁輻射路徑，該計(jì)算機(jī)程序進(jìn)一步包括重構(gòu)代碼段，用于基于接收到的被散射的電磁輻射來(lái)重構(gòu)前列腺的擴(kuò)散光學(xué)斷層造影圖像數(shù)據(jù)集；以及辨別代碼段，用于基于圖像數(shù)據(jù)集中的信息來(lái)辨別健康組織和患病組織。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種對(duì)根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)的系統(tǒng)的用途，這種用途用于在體內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)的組織中定位和診斷病變。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種對(duì)根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)的系統(tǒng)的用途，這種用途用于指引對(duì)在體內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)的組織中的病變的活檢。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種對(duì)用于診斷體內(nèi)前列腺癌的DOT的用途。本發(fā)明的實(shí)施例涉及使用擴(kuò)散光學(xué)斷層造影(DOT)用于創(chuàng)建3D圖像以便檢測(cè)可疑前列腺組織。該DOT圖像可以用于指引活檢，由此減少假陰性的數(shù)量。通過(guò)下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述并參照附圖，本發(fā)明的這些和其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯然并被闡明，其中圖1是根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖；圖2是示出根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)的圖示；圖3是根據(jù)實(shí)施例的方法的示意圖；以及圖4是根據(jù)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示意圖。具體實(shí)施例方式下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的若干個(gè)實(shí)施例，以便使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)并且本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于這里所敘述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例以使得本公開(kāi)徹底而完整，并且將本發(fā)明的范圍完全傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。這些實(shí)施例沒(méi)有限制本發(fā)明，而是本發(fā)明僅附圖中示出的特定實(shí)施例的詳細(xì)描述中使用的術(shù)語(yǔ)不是對(duì)本發(fā)明的限制。下面的描述聚焦在本發(fā)明的實(shí)施例，這些實(shí)施例適用于成像系統(tǒng)并且特別適用于指引組織活檢的成像系統(tǒng)。擴(kuò)散光學(xué)斷層造影(DOT)是一種可以用于對(duì)諸如組織中之類(lèi)的強(qiáng)烈散射對(duì)象內(nèi)部進(jìn)行成像的光學(xué)成像技術(shù)。由于這種強(qiáng)烈的散射和吸收，不可能制作器官內(nèi)部的直接的光學(xué)圖像。為了解決這個(gè)問(wèn)題，從一個(gè)或多個(gè)位置照射該組織或器官并且在一個(gè)或多個(gè)位置檢測(cè)擴(kuò)散(diffuse)透射的或反射的電磁輻射。根據(jù)在不同的源-檢測(cè)器對(duì)之間的衰減，計(jì)算該器官內(nèi)部的光學(xué)屬性。通常使用近紅外光(NIR),因?yàn)樗谏锝M織中具有相對(duì)較深的穿透深度。對(duì)于D0T成像，有益的是測(cè)量多個(gè)電磁輻射路徑，這需要多個(gè)電磁輻射源和/或多個(gè)檢測(cè)器。本發(fā)明利用被稱為擴(kuò)散光學(xué)斷層造影(DOT)的技術(shù)來(lái)對(duì)體內(nèi)組織(如前列腺)進(jìn)行成像。在擴(kuò)散光學(xué)斷層造影中，可以確定組織固有的吸收和散射屬性。在近紅外區(qū)域中，吸收屬性強(qiáng)烈地被血液、水和脂類(lèi)(lipids)所支配。因此，在吸收D0T中，可以獲得血液內(nèi)容、氧飽和度和脂類(lèi)濃度的水濃度的3D圖像數(shù)據(jù)集。另外，可以獲得散射屬性的3D圖像數(shù)據(jù)集。由于對(duì)于癌變組織和健康組織來(lái)講組織的吸收和散射屬性是不同的，所以可以在所建立的3D圖中區(qū)分癌變組織和健康組織。在實(shí)施例中，根據(jù)圖1,提供一種用于對(duì)體內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)中的組織進(jìn)行成像的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括至少兩個(gè)電磁輻射源11，用于發(fā)射入射電磁輻射到該解剖結(jié)構(gòu)上。當(dāng)電磁輻射穿過(guò)解剖結(jié)構(gòu)時(shí)，由于組織中的光學(xué)特性，使得該電磁輻射在組織中被散射并被部分地吸收。不同的組織具有不同的光學(xué)特性，因此電磁輻射根據(jù)組織類(lèi)型而不同地進(jìn)行散射。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于接收被散射的電磁輻射的至少兩個(gè)檢測(cè)器單元12。貫穿本說(shuō)明書(shū)，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)源和兩個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器，或者該系統(tǒng)包括至少一個(gè)檢測(cè)器和兩個(gè)或多個(gè)源。以此方式，可以測(cè)量至少兩個(gè)不同的通過(guò)組織的電磁輻射路徑。此外，應(yīng)當(dāng)理解，用于在不同位置發(fā)射電磁輻射的一個(gè)電磁輻射源一比如可收縮的光纖一被認(rèn)為是指多個(gè)電磁輻射源。而且，在系統(tǒng)中包括圖像重構(gòu)單元13，用于基于由兩個(gè)檢測(cè)器單元12接收到的被散射的電磁輻射來(lái)重構(gòu)組織的3D擴(kuò)散光學(xué)斷層造影圖像。該圖像包含不同組織類(lèi)型的信息，并且該不同組織類(lèi)型的位置可以根據(jù)該圖像計(jì)算出來(lái)。因此，該系統(tǒng)可以用于區(qū)分體內(nèi)的健康組織和患病組織。在實(shí)施例中，所檢測(cè)的組織分別表征為健康組織和患病組織，比如健康的前列腺細(xì)胞和癌變的前列腺細(xì)胞。擴(kuò)散光學(xué)成像模式以下部分描述執(zhí)行DOT的不同方式。所有模式都需要專(zhuān)用硬件、軟件和圖像重構(gòu)算法。在實(shí)施例中，系統(tǒng)利用穩(wěn)態(tài)域進(jìn)行操作，即在穩(wěn)態(tài)域中執(zhí)行系統(tǒng)測(cè)量、計(jì)算和重構(gòu)，這也被稱為連續(xù)波DOT。穩(wěn)態(tài)域技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于于限制成本。然而，使用單個(gè)波長(zhǎng)，使用穩(wěn)態(tài)域僅僅可以確定作為吸收和散射乘積的函數(shù)的衰減。在實(shí)施例中，該系統(tǒng)利用時(shí)域進(jìn)行操作，即在時(shí)域中執(zhí)行系統(tǒng)測(cè)量、計(jì)算和重構(gòu)。時(shí)域的優(yōu)點(diǎn)在于，可以區(qū)分組織的吸收屬性和散射屬性。在實(shí)施例中，該系統(tǒng)利用頻域進(jìn)行操作，即在頻域中執(zhí)行系統(tǒng)測(cè)量、計(jì)算和重構(gòu)，這也被稱為擴(kuò)散光子密度波。頻域的優(yōu)點(diǎn)在于，與時(shí)域相似，可以區(qū)分組織的吸收屬性和散射屬性。每一種成像技術(shù)都可以用在兩個(gè)模式中，即吸收模式(也被稱為衰減模式)和熒光模式。在吸收模式中，入射電磁輻射和檢測(cè)到的電測(cè)輻射具有相等的波長(zhǎng)。通過(guò)使用吸收模式，測(cè)量了組織的吸收和散射屬性，這例如通過(guò)測(cè)量所有源-檢測(cè)器對(duì)之間的衰減并使用圖像重構(gòu)來(lái)進(jìn)行。在使用吸收模式的實(shí)施例中，電磁輻射源發(fā)射包括多個(gè)波長(zhǎng)的電磁輻射，并且檢測(cè)器有接收該多個(gè)波長(zhǎng)的能力。圖像重構(gòu)單元使用由檢測(cè)器接收到的光譜信息來(lái)重構(gòu)相應(yīng)的3D圖像。利用多波長(zhǎng)DOT(也被稱為光鐠(spectroscopic)DOT),可以確定組織中四個(gè)近紅夕卜色8基(chromophores)的濃度氧基血紅蛋白、脫氧血紅蛋白、水和脂類(lèi)。可替代地，電磁輻射源發(fā)射將組織原子中的電子激勵(lì)到較高的能態(tài)的電磁輻射。當(dāng)所述電子返回到較低的能態(tài)時(shí)，多余的能量將具有熒光的形式。因此，所述檢測(cè)器單元可以以熒光模式使用。在這種情況下，使用濾波器來(lái)阻擋激發(fā)光。所檢測(cè)到的熒光可能是來(lái)自組織的自發(fā)熒光或來(lái)自夕卜來(lái)造影劑(exogenouscontrastagent)的熒光。所檢測(cè)到的熒光信號(hào)依賴于熒光團(tuán)(fluorescence)的濃度和分布并且依賴于組織的散射和吸收屬性。熒光測(cè)量相對(duì)于吸收測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)包括更低的背景(background)和更高的對(duì)比度。在實(shí)施例中，電磁輻射源發(fā)射單波長(zhǎng)的電磁輻射，即該電磁輻射源具有窄波長(zhǎng)光i普，比如激光。在實(shí)施例中，自發(fā)熒光用于對(duì)組織成像。使用自發(fā)熒光而沒(méi)有注射造影劑，可以用來(lái)自特定激發(fā)波長(zhǎng)的電磁輻射照射待成像的組織如前列腺。自發(fā)熒光形式的熒光被檢測(cè)到并且在檢測(cè)路徑中由濾波器抑制激發(fā)光。在實(shí)施例中，注射熒光造影劑并且用來(lái)自特定激發(fā)波長(zhǎng)的電磁輻射照射要被成像的組織如前列腺。熒光被檢測(cè)到并且在檢測(cè)路徑中由濾波器抑制激發(fā)光。圖像重構(gòu)在實(shí)施例中，圖像計(jì)算利用圖像重構(gòu)算法來(lái)獲得組織的結(jié)果產(chǎn)生的3D圖像。可以使用幾個(gè)已知的圖像重構(gòu)算法，比如但不限于(濾波)反投影和有限元建模(FEM)。圖像重構(gòu)單元可以是正常用于執(zhí)行所涉及任務(wù)的任何單元，例如硬件，該硬件比如是具有存儲(chǔ)器的處理器。該處理器可以是任意種類(lèi)的處理器，比如英特爾或AMD處理器、CPU、微處理器、可編程智能計(jì)算機(jī)(PIC)微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等等。然而，本發(fā)明的范圍不限于這些特定處理器。所述存儲(chǔ)器可以是能夠存儲(chǔ)信息的任何存儲(chǔ)器，比如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，如雙密度RAM(DDR，DDR2)、單密度RAM(SDRAM)、靜態(tài)RAM(SRAM)、動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)、視頻RAM(VRAM)等等。該存儲(chǔ)器還可以是FLASH存儲(chǔ)器，比如USB、小型閃存、智能媒質(zhì)、MMC存儲(chǔ)器、記憶棒、SD卡、迷你SD、」微型SD、xD卡、TransFlash、以及微驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器等等。然而，本發(fā)明的范圍不限于這些特定存儲(chǔ)器。在實(shí)施例中，所述裝置包括在諸如計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)系統(tǒng)、磁共振成像(MRI)系統(tǒng)或超聲成像(US)系統(tǒng)之類(lèi)的醫(yī)療工作站或醫(yī)療系統(tǒng)中。檢測(cè)器單元在實(shí)施例中，檢測(cè)器單元是能夠檢測(cè)入射到檢測(cè)器上的電磁輻射的總量的光電檢測(cè)器。這種檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)例是硅光電二極管。在實(shí)施例中，檢測(cè)器單元是能夠從接收到的散射的電磁輻射中檢測(cè)多個(gè)波長(zhǎng)的分光光度計(jì)。在另一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)器單元包括一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器陣列。在另一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)器包括光學(xué)元件和檢測(cè)器芯片的組合。如果檢測(cè)器芯片是單色檢測(cè)器芯片，則它沒(méi)有識(shí)別所接收到的電磁輻射的波長(zhǎng)的能力。在這種情況下，所述光學(xué)元件可以是例如透鏡系統(tǒng)、光柵或棱鏡，以便在所收到的電磁輻射照射到檢測(cè)器芯片之前提供對(duì)該接收到的電磁輻射的折射，從而使得能夠識(shí)別所接收到的電磁輻射的波長(zhǎng)光鐠并且因此向圖像重構(gòu)單元提供關(guān)于可能的組織類(lèi)型等的信息?？梢允褂萌舾煞N檢測(cè)器芯片，諸如但不限于電荷耦合器件CCD芯片或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS芯片。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，彩色CCD和CMOS芯片同樣是可能的。用于獲得光i普信息的可替代實(shí)施例是使用與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的檢測(cè)器(硅光電二極管)并且順序地用來(lái)自不同波長(zhǎng)的電磁輻射照射組織。電磁輻射源在實(shí)施例中，電磁輻射源發(fā)射包括單波長(zhǎng)的電磁輻射或來(lái)自以該單波長(zhǎng)為中心的小的波長(zhǎng)區(qū)域的電磁輻射。也可以使用寬帶電磁輻射源并且可以使用檢測(cè)器單元來(lái)測(cè)量所接收到的寬帶電磁輻射。在實(shí)施例中，電磁輻射源發(fā)射包括多個(gè)波長(zhǎng)的電磁輻射。這種電磁輻射源的示例是但不限于白熾燈泡，其僅僅發(fā)射其能量的大約10%作為可見(jiàn)光而其余作為紅外光；發(fā)光二極管；氣體放電燈，比如霓虹燈和霓虹燈標(biāo)記；汞蒸氣燈；以及激光器等等。探針在實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括經(jīng)直腸探針或經(jīng)尿道探針，在該探針中包括該系統(tǒng)的所有電磁輻射源和檢測(cè)器。因此，單個(gè)探針包括一個(gè)或多個(gè)電磁輻射源和一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器。在實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括經(jīng)直腸探針和經(jīng)尿道探針二者。該經(jīng)尿道探針包括一個(gè)或多個(gè)電磁輻射源。在使用中，將該經(jīng)尿道探針?lè)胖迷谇傲邢俑浇哪虻乐小Ｔ摻?jīng)直腸探針包括一個(gè)或多個(gè)用于接收來(lái)自經(jīng)尿道探針的電磁輻射源的電磁輻射的檢測(cè)器。在使用中，將該經(jīng)直腸探針?lè)胖迷谇傲邢俑浇闹蹦c中。圖2示出根據(jù)實(shí)施例的使用中的經(jīng)尿道探針21和經(jīng)直腸探針22的位置。在一些實(shí)施例中，將經(jīng)直腸探針和經(jīng)尿道探針定位成使得前列腺位于這兩個(gè)探針之間。更具體地，將這些探針定位成使得從尿道探針發(fā)射的電磁輻射穿過(guò)前列腺，并且經(jīng)直腸探針的檢測(cè)器被定位成接收散射的電磁輻射。使用該設(shè)置，所述系統(tǒng)將對(duì)前列腺中的組織屬性靈敏，因此來(lái)自周?chē)M織的干擾將是最小的。在實(shí)施例中，經(jīng)直腸探針進(jìn)一步包括用于發(fā)射在前列腺中散射的電磁輻射的電磁輻射源。在實(shí)施例中，經(jīng)尿道探針進(jìn)一步包括至少一個(gè)用于接收在前列腺中散射的電磁輻射的檢測(cè)器。在實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括膀胱探針。該膀胱探針具有在膀胱內(nèi)可以展開(kāi)的傘的形狀。該膀胱探針可以包括電磁輻射源和/或檢測(cè)器。在使用中，所述傘接觸膀胱的底部以盡可能地靠近前列腺區(qū)域。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)中包括鞍探針(saddleprobe)。該鞍探針具有馬鞍形狀，并且在使用中接觸生殖器部位且包括源和/或檢測(cè)器。在實(shí)施例中，經(jīng)直腸探針、經(jīng)尿道探針、膀胱探針、或鞍探針的組合用于對(duì)前列腺成像，其中每個(gè)探針可以包括零個(gè)、一個(gè)或多個(gè)電磁輻射源和零個(gè)、一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器。在實(shí)施例中，所述探針中的至少一個(gè)包括至少一個(gè)源，并且所述ii探針中的至少一個(gè)包括至少一個(gè)檢測(cè)器。在實(shí)施例中，圖像重構(gòu)單元將DOT用作唯一成像技術(shù)。在實(shí)施例中，經(jīng)尿道探針是經(jīng)尿道的內(nèi)診鏡.在另一個(gè)實(shí)施例中，該經(jīng)尿道探針是光纖，其中電磁輻射源位于體外。在實(shí)施例中，經(jīng)直腸探針是經(jīng)直腸的內(nèi)診鏡。在實(shí)施例中，經(jīng)直腸的和/或經(jīng)尿道的探針包括超聲單元。在DOT主要對(duì)血液濃度和血氧化靈敏的同時(shí)，該超聲單元提供局部解剖細(xì)節(jié)，比如前列腺的邊界、直腸壁、以及用于活檢的穿刺。因此，該實(shí)施例可以用于在已經(jīng)使用圖像重構(gòu)單元圖像定位了感興趣的患病區(qū)域之后指引活檢。為了進(jìn)行圖像重構(gòu)，必須知道電磁輻射源和檢測(cè)器單元相對(duì)于彼此的位置。如果使用兩個(gè)內(nèi)診鏡的組合，則這尤其是個(gè)問(wèn)題。超聲單元可以用于確定一個(gè)探針的位置和方向或多個(gè)探針相對(duì)于彼此的位置和方向。如果超聲單元合并到經(jīng)直腸探針中，則該經(jīng)尿道內(nèi)診鏡將清楚地可見(jiàn)，反之亦然(inversely)。結(jié)合超聲將通過(guò)覆蓋兩個(gè)圖像或通過(guò)使用由US獲得的解剖信息用于光學(xué)圖像的圖像重構(gòu)來(lái)改進(jìn)從成像重構(gòu)單元結(jié)果得到的圖像。在實(shí)施例中，經(jīng)直腸探針和/或經(jīng)尿道探針包括被配置為對(duì)前列腺進(jìn)行活檢的活檢單元。該活檢單元從成像單元接收關(guān)于感興趣類(lèi)型的組織(比如患病組織)的確切位置的信息。該實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)在對(duì)組織進(jìn)行成像的同時(shí)可以執(zhí)行活檢。這消除了在專(zhuān)用成像工具和專(zhuān)用活檢工具之間的重定位問(wèn)題。在實(shí)施例中，圖像重構(gòu)單元被配置為基于檢測(cè)器單元信息和超聲單元信息二者連續(xù)地創(chuàng)建圖像。在實(shí)施例中，每個(gè)電磁輻射源與每個(gè)檢測(cè)器之間的距離在2mm到10cm之間。這意味著所有檢測(cè)到的電磁輻射已經(jīng)被散射多次，因此擴(kuò)散近似可以用在圖像重構(gòu)算法中。擴(kuò)散光學(xué)斷層造影相對(duì)于直接成像的優(yōu)勢(shì)在于，與直接成像的lmm相比，成像深度增加到高達(dá)10cm。因此，使用該實(shí)施例可以檢測(cè)位于深度超過(guò)lmm的地方的組織類(lèi)型。在實(shí)際的實(shí)現(xiàn)中，根據(jù)實(shí)施例的經(jīng)尿道的內(nèi)診鏡和經(jīng)直腸的內(nèi)診鏡用于指引對(duì)可疑癌變前列腺組織的活檢。該尿道內(nèi)診鏡包括一個(gè)或多個(gè)源并且可以是可收縮(retractable)光纖。直腸內(nèi)診鏡將一個(gè)或多個(gè)用于DOT的檢測(cè)器與US探針結(jié)合。該US用于確定尿道探針相對(duì)于直腸探針的位置。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的系統(tǒng)可以用于定位和診斷人體中的體內(nèi)病變。在一些應(yīng)用中，一旦發(fā)現(xiàn)病變的確切位置，則可以使用例如用于指引活檢穿刺的超聲技術(shù)來(lái)從病變進(jìn)行活檢。與當(dāng)前使用的"盲采樣"技術(shù)相比，該系統(tǒng)的使用顯著減少了陰性活檢樣本。這減少了患者的不適并且最小化了感染率，這是因?yàn)榛顧z樣本數(shù)量減少了。隨后，可以分析該活檢以確定病變的嚴(yán)重性。在分析該活檢之后，可以執(zhí)行對(duì)病變區(qū)域的治療以治愈患者。在其它應(yīng)用中，無(wú)需活檢就可以進(jìn)行治療?？梢允褂梅暖?、化療等來(lái)執(zhí)行對(duì)病變的治療。在實(shí)施例中，根據(jù)圖1,提供了用于對(duì)體內(nèi)前列腺中前列腺癌進(jìn)行成^f象的系統(tǒng)10。該系統(tǒng)包括選自下列單元的至少三個(gè)單元電磁輻射源11和檢測(cè)器單元12，以形成多個(gè)電磁輻射路徑，其中該電磁輻射源被配置成發(fā)射入射電磁輻射到前列腺上，并且該檢測(cè)器單元被配置成接收該電磁輻射，其中該電磁輻射在前列腺中已被散射多次，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括圖像重構(gòu)單元13,用于基于由所述至少一個(gè)檢測(cè)器單元接收到的被散射的電磁輻射來(lái)重構(gòu)前列腺的擴(kuò)散光學(xué)斷層造影圖像數(shù)據(jù)集；以及辨別單元14，用于基于圖像數(shù)據(jù)集中的信息辨別健康組織和患病組織。該辨別單元可以包括處理器和存儲(chǔ)器，可以是與如上所述的關(guān)于圖像重構(gòu)單元的實(shí)施例相同的類(lèi)型，能夠?qū)U(kuò)散光學(xué)斷層造影圖像數(shù)據(jù)集執(zhí)行圖像分析以區(qū)分健康組織和患病組織。在實(shí)施例中，根據(jù)圖3，提供一種用于對(duì)解剖結(jié)構(gòu)中的組織進(jìn)行成像的方法。該方法包括發(fā)射31入射電磁輻射到前列腺上，接收32該電磁輻射，其中該電磁輻射已經(jīng)在前列腺中被散射多次，其中所述發(fā)射入射電磁輻射和所述接收該電磁輻射形成多個(gè)電磁輻射路徑，該方法進(jìn)一步包括基于接收到的被散射的電磁輻射來(lái)重構(gòu)33前列腺的擴(kuò)散光學(xué)斷層造影圖像數(shù)據(jù)集；以及基于圖像數(shù)據(jù)集中的信息辨別34健康組織和患病組織。在實(shí)施例中，所述方法包括從經(jīng)尿道探針發(fā)射入電磁輻射射到人類(lèi)對(duì)象的前列腺上，其中經(jīng)尿道探針位于前列腺的附近；由位于經(jīng)直腸探針上的檢測(cè)器接收已經(jīng)在前列腺中散射的電磁輻射；基于所接收的電磁輻射計(jì)算組織的圖像數(shù)據(jù)集。在實(shí)施例中，提供了所述方法的用法來(lái)定位和診斷人體中的體內(nèi)病變。在實(shí)施例中，根據(jù)圖4,提供一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)40，已經(jīng)在該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)40上包含了用于由計(jì)算處理的、用于對(duì)解剖結(jié)構(gòu)中的組織進(jìn)行成像的計(jì)算機(jī)程序。該計(jì)算機(jī)程序包括發(fā)射代碼段41，用于發(fā)射入射電磁輻射到前列腺上；接收代碼段42，用于接收所述電磁輻射，其中該電磁輻射已經(jīng)在前列腺中被散射多次，其中該發(fā)射入射電磁輻射和該接收電》茲輻射形成多個(gè)電磁輻射路徑，該計(jì)算機(jī)程序進(jìn)一步包括重構(gòu)代碼段43，用于基于接收到的被散射的電磁輻射來(lái)重構(gòu)前列腺的擴(kuò)散光斷層造影圖像數(shù)據(jù)集；以及辨別代碼段44，用于基于圖像數(shù)據(jù)集中的信息辨別健康組織和患病組織。在實(shí)施例中，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括下面的代碼段當(dāng)其被具有計(jì)算機(jī)處理屬性的裝置運(yùn)行時(shí)，被配置為執(zhí)行在一些實(shí)施例中限定的所有方法步驟。在實(shí)施例中，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括下面的代碼段當(dāng)其被具有計(jì)算機(jī)處理屬性的裝置運(yùn)行時(shí)，被配置為用于執(zhí)行在一些實(shí)施例中限定的系統(tǒng)的所有功能。本發(fā)明可以以任何適當(dāng)?shù)男问綄?shí)現(xiàn)，這些形式包括硬件、軟件、固件或其任意組合。本發(fā)明實(shí)施例的元件和組件可以以任何合適的方式物理地、功能地和邏輯地實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，所述功能可以在單個(gè)單元、多個(gè)單元中實(shí)現(xiàn)或作為其他功能單元的一部分而實(shí)現(xiàn)。同樣，本發(fā)明可以在單個(gè)單元中實(shí)現(xiàn)，或可以物理地和功能地分布在不同單元和處理器之間。雖然上面已經(jīng)參照特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這里所敘述的特定形式。相反地，本發(fā)明僅僅由所附權(quán)利要求限定。在權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)"包括/包含"不排除其他元件或步驟的存在。而且，雖然單獨(dú)地列出，但是多個(gè)裝置、元件或方法步驟可以由例如單個(gè)單元或處理器實(shí)現(xiàn)。此外，雖然在不同權(quán)利要求中可以包括獨(dú)立的特征，但是可以將這些特征有利地組合，并且不同權(quán)利要求中包含獨(dú)立的特征不表示這些特征的組合不是可行的和/或有利的。另外，單數(shù)引用不排除多個(gè)。術(shù)語(yǔ)"一個(gè)"、"第一"、"第二，，等不排除多個(gè)。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記僅僅用于澄清實(shí)例并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為以任何方式限制權(quán)利要求的范圍。權(quán)利要求1.一種用于對(duì)體內(nèi)前列腺中的前列腺癌進(jìn)行成像的系統(tǒng)(10)，所述系統(tǒng)包括-選自下列單元中的至少三個(gè)單元電磁輻射源(11)和檢測(cè)器單元(12)，以形成多個(gè)電磁輻射路徑，-其中所述電磁輻射源被配置成發(fā)射入射電磁輻射到所述前列腺上，并且所述檢測(cè)器單元被配置成接收所述電磁輻射，其中所述電磁輻射在所述前列腺中已被散射多次，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括-圖像重構(gòu)單元(13)，用于基于由所述至少一個(gè)檢測(cè)器單元接收到的被散射的電磁輻射來(lái)重構(gòu)所述前列腺的擴(kuò)散光斷層造影圖像數(shù)據(jù)集；以及-辨別單元(14)，用于基于所述圖像數(shù)據(jù)集中的信息來(lái)辨別健康組織和患病組織。2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)電磁輻射源和所述至少一個(gè)檢測(cè)器單元位于要被成像的癌的任一側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)電磁輻射源包含在尿道單元中，所述尿道單元適合用于通過(guò)尿道插入并且在使用中定位在所述前列腺的附近。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)檢測(cè)器單元包含在經(jīng)直腸單元中，所述經(jīng)直腸單元適合用于通過(guò)直腸進(jìn)行直腸插入并且在使用中定位在所述前列腺的附近。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中所述圖像數(shù)據(jù)集是2D、3D或多維圖像數(shù)據(jù)集。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中每個(gè)電磁輻射源與每個(gè)檢測(cè)器單元之間的距離是2mm到10cm。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于提供所述前列腺的超聲圖像數(shù)據(jù)集的超聲單元。8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中所述超聲單元集成到所述經(jīng)直腸單元中，并且在使用中被配置為提供所述前列腺的超聲圖像數(shù)據(jù)集。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的系統(tǒng)，其中所述超聲圖像數(shù)據(jù)集用于指引利用所述擴(kuò)散光斷層造影圖像數(shù)據(jù)集對(duì)所述組織進(jìn)行的活檢。10.—種用于對(duì)體內(nèi)前列腺中的前列腺癌進(jìn)行成像的方法，所述方法包括-發(fā)射入射電磁輻射到所述前列腺上，-接收所述電磁輻射，其中所述電磁輻射已經(jīng)在所述前列腺中被散射多次，其中發(fā)射的入射電磁輻射和所述接收的電磁輻射形成多個(gè)電磁輻射路徑，該方法進(jìn)一步包括-基于所述接收到的被散射的電磁輻射來(lái)重構(gòu)所述前列腺的擴(kuò)散光學(xué)斷層造影圖像數(shù)據(jù)集；以及-基于所述圖像數(shù)據(jù)集中的信息來(lái)辨別健康組織和患病組織。11.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(40)，在該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上包含了用于由計(jì)算機(jī)處理的計(jì)算機(jī)程序，以用于對(duì)體內(nèi)前列腺中的前列腺癌進(jìn)行成像，所述計(jì)算機(jī)程序包括-發(fā)射代碼段(41),用于發(fā)射入射電磁輻射到所述前列腺上，-接收代碼段(42),用于接收所述電磁輻射，其中所述電磁輻射已經(jīng)在所述前列腺中被散射多次，其中所述發(fā)射的入射電磁輻射和所述接收的電磁輻射形成多個(gè)電磁輻射路徑，所述計(jì)算機(jī)程序進(jìn)一步包括-重構(gòu)代碼段(43)，其用于基于所述接收到的被散射的電磁輻射來(lái)重構(gòu)所述前列腺的擴(kuò)散光斷層造影成像數(shù)據(jù)集；以及-辨別代碼段(44)，其用于基于所述圖像數(shù)據(jù)集中的信息來(lái)辨別健康組織和患病組織。12.根據(jù)權(quán)利要求11的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括下面的代碼段當(dāng)被具有計(jì)算機(jī)處理屬性的裝置運(yùn)行時(shí)，該代碼段被配置為執(zhí)行權(quán)利要求10中限定的所有方法步驟。13.根據(jù)權(quán)利要求1-9的系統(tǒng)的用途，用于定位和診斷體內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)中組織的病變。14.根據(jù)權(quán)利要求1-9的系統(tǒng)的用途，用于指引對(duì)體內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)中組織的病變進(jìn)行活檢。15.擴(kuò)散光斷層造影的用途，用于診斷體內(nèi)的前列腺癌。全文摘要提供一種用于對(duì)體內(nèi)前列腺中的前列腺癌進(jìn)行成像的系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用擴(kuò)散光斷層造影(DOT)來(lái)創(chuàng)建用于檢測(cè)可疑前列腺組織的3D圖像。DOT圖像可以用于指引活檢，由此減少假陰性的數(shù)量。還提供了一種方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)及用途。文檔編號(hào)A61B5/00GK101541231SQ200780043248公開(kāi)日2009年9月23日申請(qǐng)日期2007年11月14日優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日發(fā)明者B·H·W·亨德里克斯,L·P·巴克,M·B·范德馬克,M·C·范比克,M·范德伍爾特,N·C·范德瓦爾特,R·范登哈姆,R·霍夫曼申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司