用于預(yù)定生物結(jié)構(gòu)的無創(chuàng)檢測的設(shè)備的制造方法
【專利摘要】用于與肉眼可見的區(qū)域相關(guān)聯(lián)的預(yù)定生物結(jié)構(gòu)的無創(chuàng)檢測的設(shè)備，設(shè)置有a)用于借助于適合于由要研究的生物結(jié)構(gòu)選擇性吸收的紅外光和具有可見范圍中的頻帶的光照射要研究的區(qū)域的工具，b)用于將相機入口處的光分成具有與紅外范圍相關(guān)的光譜頻帶的光束和具有可見光中的光譜頻帶的光束的工具，c)兩個圖像的獲取工具，一個圖像與紅外范圍相關(guān)的分離光束的信息內(nèi)容相關(guān)，以及一個圖像與可見范圍中的光束的信息貢獻相關(guān)，d)用于疊加兩個圖像以產(chǎn)生將要研究的區(qū)域示出為在可見光中疊加的要研究的隱藏結(jié)構(gòu)的形狀的單個圖像的工具，e)用于觀察所述單個圖像的觀察器。
【專利說明】
用于預(yù)定生物結(jié)構(gòu)的無創(chuàng)檢測的設(shè)備
[0001 ] 描述
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及人體中存在的生物結(jié)構(gòu)的診斷性或者操作性研究的領(lǐng)域，并且更特別地涉及用于感興趣的預(yù)定生物結(jié)構(gòu)(諸如優(yōu)選地，但不排他地，隱藏生物結(jié)構(gòu)，諸如表面血管)的無創(chuàng)檢測的設(shè)備。本發(fā)明還涉及例如借助于該設(shè)備實現(xiàn)的用于預(yù)定生物結(jié)構(gòu)的無創(chuàng)檢測的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]如已知的，圖像(固定的，諸如照片，或者視頻(S卩，“幀”序列))是來自當(dāng)前觀察場景的對象上的源的光(即，電磁輻射)的作用的結(jié)果以及來自這些對象的光朝圖像獲取傳感器(可以是人眼、光學(xué)傳感器等等)“返回”的方法的結(jié)果。根據(jù)由源發(fā)射的電磁波的物理特征(即，其波長的物理特征)(或者更可能地，波長的光譜頻帶，因為實際上它一直是發(fā)射的電磁波束以及即使對于具有非常窄頻帶的輻射，在它們的波長上也具有微小的可變性)，以及根據(jù)被電磁波(更有形地，電磁波的頻帶)打到的真實場景(“占據(jù)”或者“形成”場景的真實結(jié)構(gòu))與波“相互作用”的方式以及傳感器接收來自真實場景(隨著電磁波與該場景相互作用，通常相對于由源發(fā)出的那些電磁波而變化)的電磁波的后續(xù)方法(波長、強度、傾斜度等等)，將為由傳感器供應(yīng)的圖像提供不同信息貢獻，即，將給予觀察圖像的人不同信息。例如，如果僅僅由具有可見光中的光譜頻帶的光照射給定場景以及由對可見光和紅外光敏感的傳感器觀察場景，則由傳感器產(chǎn)生的圖像將涉及什么是可見的以及與圖像相關(guān)聯(lián)的相關(guān)信息內(nèi)容將涉及在圖像中觀察什么以及什么與可見頻帶相關(guān)。作為替代，如果僅用具有僅在紅外光中的光譜頻帶的光照射相同的場景，則由相同傳感器產(chǎn)生的圖像將相對于可見光中的圖像不同以及與圖像相關(guān)聯(lián)的相關(guān)信息內(nèi)容將不同于先前的信息內(nèi)容。
[0004]術(shù)語信息貢獻旨在作為與相對于打到傳感器的返回光束的光譜頻帶在圖像中所看到的相關(guān)聯(lián)的一切;盡管例如，在可見光的情況下，可以存在與空間、形狀、顏色等等相關(guān)的貢獻，而在紅外光的情況下，可以存在與空間和形狀相關(guān)的信息，但是例如，與“結(jié)構(gòu)”相關(guān)的信息對肉眼不可見(由于紅外輻射的較大穿透力)以及與基于所發(fā)射的輻射強度的結(jié)構(gòu)溫度相關(guān)的信息也對肉眼不可見。通常，每個身體和物質(zhì)都具有吸收光譜，即，由于那些波長與特定物質(zhì)的相互作用以較小強度反射白光的頻率窗口。這是作為能夠獲得關(guān)于形成樣本的物質(zhì)的信息的所有分光儀器的基礎(chǔ)的物理原理，該樣本使由于用作照射的光被組成物質(zhì)吸收在照射之后由樣本散射的光大大衰減的頻帶突出。
[0005]不同物質(zhì)在紫外光中、可見光中或者紅外光的任何部分中具有吸收光譜。為此，將若干圖像與不同光學(xué)頻帶相對應(yīng)使獲得關(guān)于形成場景的不同結(jié)構(gòu)的信息成為可能，該場景的組成與其它場景不同。
[0006]遵循該原理，用于表面血管的無創(chuàng)檢測以便于采集血液樣本或者在任何情況下與靜脈組織相互作用的設(shè)備基本上基于三個操作原理:由沒被供應(yīng)血液的組織反射具有NIR(近紅外)范圍中的波長或者光譜頻帶的光、利用可見光的透照，以及利用NIR光的透照。
[0007]利用NIR光的透照設(shè)備相對于接收器橫向地投射NIR光束。這些設(shè)備與要研究的組織接觸操作，在設(shè)備上安置的顯示器上顯示下層靜脈。從設(shè)備的一側(cè)發(fā)出紅色激光束以向醫(yī)師指示在哪里注射。盡管不在顯示器上觀察該點，但是基于該點中靜脈的方向推斷該點，該點沿該方向從屏幕退出。從操作的觀點來看，盡管觀察似乎特別詳細，但是該設(shè)備不適合在與患者接觸時使用，必須不斷地對它進行消毒以用于隨后使用或者必須施加可互換保護。另外，由于兒童四肢的有限大小以及因此靜脈的有限大小，該設(shè)備尤其不適合兒童使用。
[0008]作為替代，NIR反射設(shè)備通常使用反射NIR光以及利用通過可見光將隱藏結(jié)構(gòu)投射到當(dāng)前分析的對象的表面上的方法檢測埋入式結(jié)構(gòu)(血管)。在實踐中，使用NIR光掃描隱藏結(jié)構(gòu)以及隨后由設(shè)備將它們的形狀投射到隱藏它們的表面(例如，患者皮膚)上。
[0009]從專利的觀點來看，存在處理檢測由患者皮膚表面隱藏的生物結(jié)構(gòu)的問題的各種專利。
[0010]例如，在US4817622中，用紅外光源照射身體的一部分(典型地，肘內(nèi)側(cè))。使用用于產(chǎn)生視頻圖像的便攜式相機觀察皮膚，安置在便攜式相機正上方的監(jiān)控器與該便攜式相機相關(guān)聯(lián)。便攜式相機對紅外輻射敏感。圖像僅示出了吸收紅外光的部分，諸如在較大程度上照射的相對于肉的部分的靜脈。還有用于放大信號以及增大紅外圖像的對比度的電路。由于該解決方案僅允許觀察靜脈結(jié)構(gòu)并且不能幫助操作者了解靜脈結(jié)構(gòu)相對于外表面位于何處，因此該解決方案是受限的。
[0011]US6032070描述了用于觀察解剖結(jié)構(gòu)(諸如，相對于周圍組織成高對比度的血管)的方法和系統(tǒng)。系統(tǒng)提供用于照射和接收紅外圖像的系統(tǒng)在頭盔中的集成。為系統(tǒng)提供用于供應(yīng)具有增強對比度的結(jié)構(gòu)的解剖圖像的系統(tǒng)和方法。
[0012]發(fā)明的目的和內(nèi)容
[0013]本發(fā)明的目的是產(chǎn)生用于感興趣的預(yù)定生物結(jié)構(gòu)(諸如，優(yōu)選地，但不排他地，表面血管)的無創(chuàng)檢測的設(shè)備，該設(shè)備便于操作者對其的使用，給予他/她在觀察感興趣的生物結(jié)構(gòu)時“加強現(xiàn)實”的感覺。
[0014]本發(fā)明的另一個重要目的是產(chǎn)生用于感興趣的預(yù)定生物結(jié)構(gòu)的無創(chuàng)檢測的設(shè)備，在使用期間設(shè)備與患者之間的接觸減小至最小值。
[0015]本發(fā)明的又另一個重要目的是產(chǎn)生用于感興趣的預(yù)定生物結(jié)構(gòu)的無創(chuàng)檢測的設(shè)備，該設(shè)備可以容易地用于患者的任何部分。
[0016]利用用于感興趣的預(yù)定生物結(jié)構(gòu)(諸如，優(yōu)選地，但不排他地，如所附權(quán)利要求1中指示的如表面血管的隱藏生物結(jié)構(gòu))的無創(chuàng)檢測的設(shè)備實現(xiàn)將在下面更顯而易見的這些以及其它目的。
[0017]根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及用于感興趣的預(yù)定生物結(jié)構(gòu)(優(yōu)選地，具有隱藏類型，與肉眼可見的區(qū)域相關(guān)聯(lián))的無創(chuàng)檢測的設(shè)備，包括:
[0018]-至少一個光源，適合于借助于具有以預(yù)定方式經(jīng)受要檢測的特定隱藏生物結(jié)構(gòu)的吸收和/或反射和/或其它相互作用類型的光譜頻帶中包括的光譜頻帶的一個或者多個第一光束照射要研究的區(qū)域以檢測所述生物結(jié)構(gòu)的至少特定參數(shù)，在所述參數(shù)中至少形狀和空間上的位置，
[0019]圖像獲取單元，具有針對要研究的所述區(qū)域的視場，適合于在由所述至少一個光源照射之后獲取與來自要研究的所述區(qū)域的一個或者多個光輻射相關(guān)聯(lián)的圖像以及特別地至少兩組信息貢獻所關(guān)聯(lián)的圖像，SP
[0020]O第一組信息貢獻，至少與隱藏生物結(jié)構(gòu)相關(guān)，S卩，信息貢獻與具有與范圍相對應(yīng)使得光輻射能夠由感興趣的生物結(jié)構(gòu)以與周圍生物組織和/或結(jié)構(gòu)至少部分不同的方式散射、反射或者吸收的光譜頻帶的至少一個第一光輻射相關(guān)聯(lián)，使得所述圖像能夠示出所述感興趣的生物結(jié)構(gòu)，
[0021]O第二組信息貢獻，與所述第一組信息貢獻至少部分地不同，與相對于存在于所述圖像獲取單元的視場中的所述要研究的感興趣的生物結(jié)構(gòu)與所述第一光輻射不同地相互作用的另一個或者其它生物結(jié)構(gòu)相關(guān)，
[0022]-電子工具適合于
[0023]O處理與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的至少所述第一組信息貢獻，以及
[0024]O將與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的所述第一組的經(jīng)處理信息貢獻和與所述圖像獲取單元的視場中的所述另一個或者其它生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的所述第二組的可選地也經(jīng)過處理的信息貢獻合并在至少一個圖像中，
[0025]-至少一個觀察器，適合于允許觀察至少所述圖像，使得利用在離要研究的所述區(qū)域一定距離處的設(shè)備并且觀察所述至少一個觀察器的所述設(shè)備的用戶連續(xù)地看到與存在于相同視場中的所述另一個或者其它生物結(jié)構(gòu)的圖像組合的所述感興趣的生物結(jié)構(gòu)的至少一個經(jīng)處理圖像。
[0026]術(shù)語組織的“典型相互作用”涉及所有可能的已知基本光學(xué)相互作用，在這些光學(xué)相互作用中，吸收、反射、散射可以將經(jīng)受研究的特定組織的性質(zhì)與周圍組織區(qū)分開或者可以提供構(gòu)成或者涉及發(fā)展?fàn)顟B(tài)和/或衰老和/或其它生物、解剖和病理性因素的信息。在典型相互作用之中，還可以包括由給定電磁輻射的吸收引起其它特定相互作用，在這些相互作用中，磷光和熒光以及類似的相互作用和/或這些相互作用的組合。此外，在這些情況下，可以獲得與上面提到的參數(shù)相關(guān)、與以相對于其它周圍組織特定的方式經(jīng)受研究的組織的狀態(tài)相關(guān)的信息，該其它周圍組織可以(即使僅部分地)隱藏和/或圍繞該組織。
[0027]術(shù)語生物結(jié)構(gòu)旨在例如作為人體的任何細胞形態(tài)。例如，表皮被看作生物結(jié)構(gòu)(正如一組腫瘤細胞)，盡管在本發(fā)明中沒有定義的“結(jié)構(gòu)”也被看作生物結(jié)構(gòu)。因此，該術(shù)語可以旨在作為人體清楚定義的結(jié)構(gòu)或者更一般地還作為由生物活性表征的部分。
[0028]在下文中，“隱藏”生物結(jié)構(gòu)或者“隱藏”結(jié)構(gòu)旨在作為任何生物結(jié)構(gòu)，諸如在常規(guī)肉眼觀察期間不完全可見或者部分可見的組織或者組織的任何組合。特別地，由于隱藏生物結(jié)構(gòu)在其它組織下方或者由于隱藏生物結(jié)構(gòu)的尺寸與通過肉眼的檢測不相容，因此隱藏生物結(jié)構(gòu)可以是完全可見的。例如，隱藏結(jié)構(gòu)可以指代產(chǎn)生至少由內(nèi)皮、內(nèi)皮下結(jié)締組織、平滑血管肌肉和血液組成的靜脈血管的組織的組合。該結(jié)構(gòu)通常幾乎完全地由除表面血管以外的表皮組織隱藏。由于可見光不能穿透這些外部組織，因此該類型的結(jié)構(gòu)相對于覆蓋組織越深，隱藏得越多。由于并非它們的所有部分都完全經(jīng)受視覺分析，因此其它生物結(jié)構(gòu)部分地隱藏。例如，對于一些皮膚疾病(諸如潰瘍)，盡管可以僅在外層上實施常規(guī)視覺分析，但是不可以獲得關(guān)于最內(nèi)層的任何信息以及不可以檢測它們的性質(zhì)(動脈或者靜脈)。另外，即使在最外部分中，也不可以通過視覺分析檢測一系列生理和病理參數(shù)，因為該參數(shù)不與可見光的反應(yīng)相關(guān)，而僅與其它類型的輻射相關(guān)。另外，不僅由于最內(nèi)層不可由可見光接近而且由于其微觀子結(jié)構(gòu)中的一些(以解剖病歷水平表征)不可以由肉眼檢測，因此不可以通過肉眼觀察完全地檢測其它結(jié)構(gòu)(諸如，皮膚的惡性新生物(黑色素瘤))。另外，在該類型的常規(guī)分析中，不可以檢測血管化程度、滲透程度和對于任何治療干預(yù)和外科干預(yù)的計劃和診斷有很大幫助的其它因素。
[0029]本發(fā)明涉及定義的“感興趣的”生物結(jié)構(gòu)，該生物結(jié)構(gòu)還可以未必是“完全隱藏的”，即，通過用可見光照射的簡單檢查不允許檢測所有期望信息的結(jié)構(gòu)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第二組信息貢獻的信息貢獻與要研究的區(qū)域的表面輪廓和/或表面元素相關(guān)以便定義要研究的區(qū)域的外部形狀和空間上的位置，使得包括第二組的所述信息貢獻的圖像能夠示出要研究的所述區(qū)域的表面輪廓和/或其它表面元素。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的實施例，優(yōu)選地，設(shè)備的電子工具適合于處理與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的至少所述第一組信息貢獻，在該特定情況下，它們被編程以增大/突出與所述感興趣的生物結(jié)構(gòu)的形狀相關(guān)的部分;優(yōu)選地實時地進行包括所述第一和第二組的所述信息貢獻的所述圖像的獲取、處理和組合。
[0032]根據(jù)優(yōu)選實施例，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括分離工具，適合于在由所述至少一個光源照射之后使來自要研究的所述區(qū)域的散射光束和/或反射光束分成至少兩個不同的光輻射，分別地至少一個第一光輻射，具有與范圍相對應(yīng)以使得光輻射能夠由感興趣的生物結(jié)構(gòu)以與一個或者多個周圍生物結(jié)構(gòu)至少部分不同的方式散射、反射或者吸收的第一光譜頻帶，以及具有與所述第一光譜頻帶至少部分不同的第二光譜頻帶的至少一個第二光輻射，能夠由所述感興趣的生物結(jié)構(gòu)以相對于所述第一光輻射至少部分不同的方式散射、反射或者吸收；圖像獲取單元適合于獲取分別地與由分離工具分離的所述光輻射相關(guān)聯(lián)的圖像，即，分別地與所述至少一個第一光輻射以及所述至少一個第二光輻射相關(guān)聯(lián)，以及特別地至少一個第一圖像，具有屬于與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的所述第一組信息貢獻的信息貢獻以及至少一個第二圖像，具有與所述第二組信息貢獻相關(guān)的信息貢獻;所述電子工具適合于組合所述
[0033]O獲取的至少一個第一圖像，或者獲取的所述至少一個第一圖像的處理，包括與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息貢獻以及
[0034]O獲取的至少一個第二圖像，或者獲取的所述至少一個第一[第二]圖像的處理，包括所述第二組信息貢獻的信息貢獻。
[0035]在實踐中，根據(jù)該替換實施例，來自要研究的區(qū)域的光束可以分成具有不同光譜頻帶的兩個或者更多個系列光輻射，以及可以由圖像獲取單元以彼此分開的方式檢測這些系列，因此獲得與特定系列的光譜頻帶的類型相關(guān)聯(lián)的圖像?？梢蕴幚砘蛘卟惶幚磉@些圖像以及可以將這些圖像彼此組合以獲得期望結(jié)果。
[0036]優(yōu)選地，所述至少一個第二光輻射具有至少部分地包括在可見光的光譜頻帶中的光譜頻帶，使得所述圖像獲取單元適合于獲取分別地與由所述分離工具分離的所述光輻射相關(guān)聯(lián)的圖像，即，分別地與具有可見光中的頻帶的至少一個第一光輻射和所述至少一個第二光輻射相關(guān)聯(lián)，以及特別地具有屬于與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的所述第一組信息貢獻的信息貢獻的至少一個第一圖像以及具有與要研究的區(qū)域的表面觀察相關(guān)的信息貢獻的至少一個第二圖像;觀察器因此能夠優(yōu)選地從外部在單個圖像中觀察要研究的區(qū)域，即，如對肉眼可見的，以及同時觀察存在于相同區(qū)域中的感興趣的將對肉眼不可見的一個或者多個生物結(jié)構(gòu)。利用該解決方案，獲得最優(yōu)“加強現(xiàn)實”，其便于健康護理操作者的工作。例如，在操作者需要在患者手臂中找到靜脈的情況下，設(shè)備能夠在觀察器上在其“真實”視圖中顯示手臂(即，好像它對肉眼可見一樣)，以及在它們在手臂內(nèi)部的真實位置中顯示靜脈。
[0037]根據(jù)優(yōu)選實施例，適合于處理與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的至少所述第一組信息貢獻的電子工具特別地被編程以增大/突出與所述感興趣的生物結(jié)構(gòu)的形狀相關(guān)的部分;優(yōu)選地實時地發(fā)生包括所述第一和第二圖像組的所述信息貢獻的所述圖像的獲取、處理和組入口 ο
[0038]優(yōu)選地，設(shè)備包括至少兩個光源，分別地
[0039]-至少一個所述第一光源，適合于借助于所述第一光束中的一個或者多個照射對肉眼可見的要研究的區(qū)域，
[0040]-至少一個第二光源，用于具有與由所述第一源發(fā)射的所述第一光束的頻帶至少部分不同的光譜頻帶的一個或者多個第二光束;第二光束適合于以相對于所述第一光束不同的方式與要研究的區(qū)域光學(xué)地相互作用以及產(chǎn)生包括所述第二組信息貢獻的圖像。
[0041]優(yōu)選地，從所述兩個源基本上同時地發(fā)射所述第一源和所述第二源的所述光束。
[0042]以這種方式，利用具有不同光譜頻帶的不同光對要研究的區(qū)域進行“專門”照射使分析以與打到不同生物結(jié)構(gòu)的特定類型的光區(qū)別的方式相互作用的不同生物結(jié)構(gòu)成為可能，根據(jù)光的類型獲得具有彼此區(qū)別開的信息貢獻的特定圖像，該特定圖像可以隨后彼此組合以給出期望輸出。
[0043]根據(jù)優(yōu)選實施例，第二光源發(fā)射具有至少在可見光中的光譜頻帶的一個或者多個第二光束。以這種方式，利用具有可見光中的光譜頻帶的光對要研究的區(qū)域的“專門”照射允許具有可見光中的信息貢獻的圖像獲取的最優(yōu)產(chǎn)量(無論設(shè)備外部的環(huán)境照明條件如何)。
[0044]在優(yōu)選實施例中，設(shè)備包括用于調(diào)節(jié)所述至少一個光源的光度和/或功率的工具。在設(shè)備能夠基于環(huán)境照明條件和/或離要研究的區(qū)域的距離和/或要研究的區(qū)域的解剖結(jié)構(gòu)和/或表面顏色評估所述至少一個光源(以及特別地如果存在，可見光源)的必要光度和/或功率的意義上，該調(diào)節(jié)可以“自動地”進行。
[0045]根據(jù)優(yōu)選實施例，至少一個所述光源包括LED的平面分布。
[0046]根據(jù)優(yōu)選實施例，通過插入在每個光源與經(jīng)受研究的空間之間的適當(dāng)?shù)纳⑸涔ぞ呤姑總€光源在觀察區(qū)域中更均勻。
[0047]優(yōu)選地，圖像獲取單元以基本上同時的方式獲取所述至少一個第一圖像和至少一個第二圖像。
[0048]根據(jù)優(yōu)選實施例，圖像獲取單元包括至少兩個不同的圖像獲取相機，至少一個第一相機，用以獲取從由所述分離工具分離的所述至少一個第一光輻射得到的以及與所述感興趣的生物結(jié)構(gòu)的觀察相關(guān)聯(lián)的至少一個第一圖像，以及至少一個第二相機，用以獲取從所述至少一個第二分離的光輻射得到的至少一個第二圖像;優(yōu)選地，所述至少一個第二相機適合于獲取從具有優(yōu)選地至少部分地在可見光中的光譜頻帶的所述至少一個第二光輻射得到的、與對肉眼可見的要研究的區(qū)域的表面結(jié)構(gòu)的觀察相關(guān)聯(lián)的至少一個第二圖像；所述相機優(yōu)選地是圖像傳感器。優(yōu)選地，設(shè)備包括至少一個光學(xué)單元，通過該至少一個光學(xué)單元接收來自要研究的所述區(qū)域的光輻射，所述光學(xué)單元包括所述分離工具和布置以觀察相同視場的所述至少兩個相機。優(yōu)選地，該光學(xué)單元定義光學(xué)路徑，即，要研究的區(qū)域到達對應(yīng)圖像獲取相機的路由，所述光學(xué)路徑全部具有相同的光學(xué)長度。
[0049]優(yōu)選地，所述光學(xué)單元包括至少一個光學(xué)聚焦系統(tǒng)，布置在所述光學(xué)單元的入口處或者一個或者兩個所述相機的入口處;優(yōu)選地，所述光學(xué)聚焦系統(tǒng)包括至少一個變焦系統(tǒng)。
[0050]根據(jù)實施例，設(shè)備包括至少一個單個光學(xué)單元，通過該單個光學(xué)單元接收來自要研究的所述區(qū)域的所有光輻射;該單個光學(xué)單元包括所述分離工具和布置以觀察相同視場的所述至少兩個相機。
[0051 ]根據(jù)優(yōu)選實施例，設(shè)備包括濾波器，布置在所述分離工具與所述第一相機之間，適合于允許具有與范圍相對應(yīng)以使得光輻射能夠由感興趣的隱藏生物結(jié)構(gòu)以不同于周圍生物結(jié)構(gòu)的方式散射、反射或者吸收的光譜頻帶或者波長的至少一個光束朝所述第一相機通過，優(yōu)選地近似地在大約700nm與100000nm之間的紅外范圍中，以及更優(yōu)選地在700nm與I OOOnm 之間。
[0052]根據(jù)優(yōu)選實施例，設(shè)備包括濾波器，布置在所述分離工具與所述第二相機之間，適合于允許具有屬于可見范圍的光譜頻帶或者波長的至少一個光束朝所述第二相機通過。
[0053]優(yōu)選地，適合于使來自所述區(qū)域的光輻射分離的分離工具包括至少一個鏡，適合于朝預(yù)定圖像獲取區(qū)域反射屬于預(yù)定光譜頻帶的光輻射以及朝其它圖像獲取區(qū)域傳輸屬于所有其它光譜頻帶的其它光輻射。
[0054]優(yōu)選地，適合于使來自所述區(qū)域的光輻射分離的分離工具包括插入在設(shè)備光學(xué)入口與圖像接收器單元之間的分束器等等，允許朝所述第二相機傳輸具有可見光中的波長的光束以及朝所述第一相機反射具有紅外光中的波長的射束;優(yōu)選地，所述分束器包括立方體分束器或者棱鏡型分束器或者三頻帶分束器或者熱鏡等等。
[0055]優(yōu)選地，設(shè)備包括在光學(xué)單元的入口處的偏振器。
[0056]在優(yōu)選實施例中，設(shè)備包括兩個相對的主面，設(shè)置所述觀察器的第一面和布置所述圖像獲取單元的光學(xué)入口的第二相對面。有利地，設(shè)備的大多數(shù)電子管理、處理和觀察組件基本上包括在所述兩個面之間，設(shè)備在空間上的延伸部基本上是平的。
[0057]優(yōu)選地，觀察器是觸摸屏監(jiān)控器;優(yōu)選地，用于管理設(shè)備的控制普遍地由監(jiān)控器的觸摸屏界面管理。
[0058]根據(jù)優(yōu)選實施例，設(shè)備包括連接至支撐結(jié)構(gòu)的支撐臂，用于支撐包括所述觀察器和所述圖像獲取單元的設(shè)備的主要部分，使得可以在檢測區(qū)域上在空間上穩(wěn)定地安置所述主要部分;優(yōu)選地，在所述支撐臂中集成所述主要部分對電力源的電氣連接部;優(yōu)選地，所述支撐結(jié)構(gòu)是用于對承重結(jié)構(gòu)的可逆安裝的基座或者設(shè)備。優(yōu)選地，該支撐臂是接合型的；優(yōu)選地，臂具有至少一個機械化類型的接頭;優(yōu)選地，從所述接觸屏管理所述至少一個接頭的機械化移動。
[0059]有利地，利用該臂，可以在所述臂與包括所述觀察器和所述圖像獲取單元的設(shè)備的所述主要部分之間存在可逆連接工具;存在與所述主要部分相關(guān)聯(lián)的電池以用于在與臂分開時自主操作；優(yōu)選地，所述可逆連接工具包括用于將所述主要部分鎖定至所述臂的裝置，優(yōu)選地利用機械化操作。
[0060]有利地，該支撐結(jié)構(gòu)可以是在地面上移動的手推車;優(yōu)選地，所述手推車包括用于安置具有要研究的區(qū)域的患者的身體部分的表面;優(yōu)選地，所述安置表面具有面朝上并且縱向延長的凹面，用以容納患者手臂的一部分。
[0061]根據(jù)優(yōu)選實施例，由所述至少一個光源發(fā)射的適合于由要檢測的感興趣的生物結(jié)構(gòu)以預(yù)定方式吸收的所述至少一個第一光束具有在大約700nm與1000000m之間的波長范圍中選擇的第一波長和/或第一光譜頻帶，以及更優(yōu)選地在大約700nm與100nm之間，即，優(yōu)選地在紅外范圍中；優(yōu)選地，由所述至少一個第二光源發(fā)射或者由環(huán)境發(fā)射的至少一個光束具有在大約300nm與800nm之間的波長或者光譜頻帶，即，近似地在可見范圍中。
[0062]優(yōu)選地，至少兩個圖像獲取相機包括在它們負責(zé)獲取的光學(xué)輻射的頻帶中具有適當(dāng)靈敏度的相應(yīng)圖像傳感器;優(yōu)選地，這些傳感器在1nm與Imm之間的光譜頻帶中以及更優(yōu)選地在300nm與I OOOnm之間工作。
[0063]根據(jù)另一個方面，本發(fā)明涉及用于接近身體表面的血管的無創(chuàng)檢測的方法，利用根據(jù)前述實施例中的一個或者多個的設(shè)備或者利用另一個設(shè)備獲得。該方法提供:
[0064]-借助于具有經(jīng)受以由要檢測的隱藏生物結(jié)構(gòu)預(yù)定的方式進行的吸收的光譜頻帶中包括的波長或者光譜頻帶的一個或者多個光束以及利用具有可見光中的光譜頻帶或者波長的一個或者多個光束照射要研究的區(qū)域，
[0065]-在所述照射之后，使利用來自所述要研究的區(qū)域的散射和/或反射的光束分成至少兩個不同的光輻射，分別地具有與范圍相對應(yīng)以使得光輻射能夠由隱藏生物結(jié)構(gòu)以不同于周圍生物結(jié)構(gòu)的方式散射、反射或者吸收的波長或者光譜頻帶的至少一個第一光輻射，以及具有至少部分地包括在可見光的光譜頻帶中的波長或者光譜頻帶的至少一個第二光輻射，
[0066]-獲取分別地與所述分離的光輻射相關(guān)聯(lián)的圖像，S卩，分別地與所述至少一個第一光輻射和所述至少一個第二光輻射相關(guān)聯(lián)，以及特別地具有與隱藏生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息貢獻的至少一個第一圖像以及具有與要研究的區(qū)域的表面觀察相關(guān)的信息貢獻的至少一個第二圖像，
[0067]-疊加所述
[0068]O獲取的至少一個第一圖像，或者獲取的所述至少一個第一圖像的處理，包括與隱藏生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息貢獻以及
[0069]O獲取的至少一個第二圖像，或者所述獲取的至少一個第二圖像的處理，包括與要研究的區(qū)域的表面觀察相關(guān)的信息貢獻，以產(chǎn)生包括與隱藏生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息貢獻的圖像和與要研究的區(qū)域的表面觀察相關(guān)的信息貢獻的圖像兩者的單個輸出圖像，
[0070]-在至少一個觀察器上觀察所述單個圖像，使得觀察所述至少一個觀察器的用戶查看要研究的區(qū)域以及疊加在該區(qū)域上的所述生物結(jié)構(gòu)的形狀。
[0071]優(yōu)選地，方法還包括所述至少一個第一圖像和/或所述至少一個第二圖像的電子處理步驟，適合于在疊加步驟之前修改所述至少一個圖像;優(yōu)選地，所述處理步驟適合于增大/突出與所述隱藏生物結(jié)構(gòu)的形狀相關(guān)的部分;優(yōu)選地，實時地進行所述圖像的獲取、處理和疊加。
[0072]優(yōu)選地，方法還包括調(diào)節(jié)朝要研究的所述區(qū)域發(fā)射的光度和/或功率的步驟。
[0073]優(yōu)選地，方法還包括通過所述圖像的光學(xué)獲取單元手動或者自動聚焦要研究的所述區(qū)域的步驟。
[0074]優(yōu)選地，所方法包括用于在所述光學(xué)單元的入口處對光進行偏振的一個或者多個設(shè)備。
[0075]優(yōu)選地，方法包括對于所述分離的光束分別地在紅外和可見范圍中進行濾波的步驟。
[0076]根據(jù)另一個方面，本發(fā)明涉及用于各種類型的皮膚疾病或者變化(諸如褥瘡、靜脈和/或動脈性潰瘍到皮膚疾病(真菌病、皮炎、痣、黑色素瘤等等)和表面組織的廣泛變化的無創(chuàng)診斷的方法，無論可從身體外部和/或完全地或者部分地通過腔內(nèi)工具接近它們。該方法提供:
[0077]-借助于屬于允許利用該光研究的組織的至少一個典型相互作用的光譜頻帶的一個或者多個光束照射要研究的區(qū)域，
[0078]-在所述照射之后，基于在要研究的所述區(qū)域中進行的光學(xué)相互作用使從相同光學(xué)儀器接收的光束分成允許所研究的組織的診斷參數(shù)與從特定頻帶中的組織的反應(yīng)的獲取得到的圖像相關(guān)的所有頻帶作為組織的反應(yīng)，
[0079]-獲取分別地與所述分離的光輻射相關(guān)聯(lián)的圖像，
[0080]-以組合方式處理所述多個圖像以便推斷關(guān)于從由從上面描述的光帶的獲取得到的多個圖像組成的高光譜信息開始的生物、解剖和病理性參數(shù)的全局和/或局部信息，
[0081]-對于特定情況例如通過至少一個觀察器上的單個圖像，使得觀察所述至少一個觀察器的用戶查看要研究的區(qū)域以及疊加在該區(qū)域上的所述生物結(jié)構(gòu)的形狀和與所檢測的參數(shù)相關(guān)的特定著色或者通過提供不同信息的多個同時呈現(xiàn)的圖像，或者通過能夠為用戶提供與通過簡單分析對肉眼不可見的上述參數(shù)相關(guān)的信息的其它實時觀察技術(shù)以適當(dāng)形式觀察該判斷信息。
【附圖說明】
[0082]通過本發(fā)明若干優(yōu)選的但非排他性的實施例的描述，本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見，實施例通過非限制性示例的方式在附圖中圖示，其中:
[0083]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的操作原理的圖表；
[0084]圖2示出了涉及如圖1的圖表中的設(shè)備的組件的一部分以及該部分組件之間的交互的框圖；
[0085]圖3示出了突出其組件的框圖的圖1的設(shè)備的另外的操作圖表；
[0086]圖4和圖5分別地表示圖1的設(shè)備的光學(xué)單元的兩個可能的實施例(以示意圖的形式示出)；
[0087]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意性側(cè)視圖，其中可以理解設(shè)備的平面形狀；
[0088]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示例還包括可以在地面移動的推車；
[0089]圖8示出了與前述圖中所示的實施例不同的本發(fā)明的實施例，其中僅存在一個紅外光源和一個紅外圖像獲取相機；
[°09°]圖9表不如圖8中的設(shè)備的操作圖表；
[0091]圖10表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的光學(xué)單元的組件另外相對于其光源的可能組合的圖表；
[0092]圖11表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中的若干光學(xué)單元另外相對于其光源的組合的圖表；
[0093]圖12表示如圖11中根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中的至少兩個光學(xué)單元的組合的圖表(用于實現(xiàn)要研究的區(qū)域的三維視圖)。
【具體實施方式】
[0094]參照上述附圖，根據(jù)本發(fā)明用于感興趣的預(yù)定生物結(jié)構(gòu)(在下文中稱為隱藏生物結(jié)構(gòu))的無創(chuàng)檢測的設(shè)備作為整體用數(shù)字10指示。在該示例中，該設(shè)備尤其適合于檢測患者的表面血管等。
[0095]在該設(shè)備的主要組件中，該示例的設(shè)備10包括兩個光源，分別地為適合于借助于具有不同波長或者光譜頻帶的兩個光束照射當(dāng)前研究的患者的區(qū)域Z的第一源11和第二源12，第一光束fl具有在適合于由要檢測的隱藏生物結(jié)構(gòu)(在該情況下，患者的該區(qū)域的表面靜脈結(jié)構(gòu))以預(yù)定方式吸收的波長范圍中選擇的至少一個第一波長或者光譜頻帶，以及第二光束f2在可見范圍中，適合于允許在存在該靜脈結(jié)構(gòu)的要研究的區(qū)域的可見光中觀察。
[0096]在本發(fā)明中，術(shù)語光、光束、光輻射、光學(xué)輻射、光學(xué)射束等等必須旨在作為同義詞，即，與具有I OOnm與I cm之間的給定光譜頻帶中的分量的電磁福射相關(guān)。
[0097]自然地，在其它實施例中，還可以在使用環(huán)境光照射要研究的區(qū)域的情況下省略第二源(S卩，與具有可見光中的波長的光束相關(guān)的源)。
[0098]在該示例中，適合于由要檢測的隱藏生物結(jié)構(gòu)以預(yù)定方式吸收的、由第一光源11發(fā)射的第一光具有等于例如880nm的第一波長的波長范圍(S卩，在大約700nm與100000nm之間或者優(yōu)選地在700nm與100nm之間(即，大約在紅外范圍中)中選擇)。事實上，靜脈血中存在的血紅蛋白吸收紅外光。
[0099]由第二光源12發(fā)射的第二光束是例如白光并且因此具有大約300nm與800nm之間(即，大約在可見范圍內(nèi))的頻譜。
[0100]優(yōu)選地，光源包括分成至少兩個組的LED的平面(或者二維)分布，至少一個第一組在紅外范圍中起作用以及至少一個第二組在可見范圍中起作用。
[0101]從操作的觀點來看，由相應(yīng)源基本上同時地發(fā)射第一光束和第二光束。
[0102]在該實施例中，每個源與用于調(diào)節(jié)光源的光度/功率的工具13相關(guān)聯(lián)。例如，LED由設(shè)備的處理單元14直接地控制；例如，每組LED的光度被獨立地控制。光度調(diào)節(jié)對與患者偏離設(shè)備的距離、存在外部光以及消除可能產(chǎn)生的任何陰影是必需的。
[0103]由LED生成的光穿過散射工具15(諸如，散射屏幕)該散射工具15具有減小LED方向性和生成更均勻源的用途。
[0104]設(shè)備包括具有朝向要研究的區(qū)域Z的視場的圖像獲取單元16，適合于獲取分別地與來自要研究的區(qū)域Z的光輻射R的波長相關(guān)聯(lián)的圖像，并且特別地第一圖像Al，示出與靜脈的形狀和在空間上的布置相關(guān)的內(nèi)容以及第二圖像A2，具有與要研究的區(qū)域相關(guān)的內(nèi)容。
[0105]更有利地(參見圖4和圖5)，該圖像獲取單元16包括單個光學(xué)單元17，設(shè)備10通過該光學(xué)單元17接收來自要研究的區(qū)域Z的所有光輻射R。
[0106]該光學(xué)單元17包括分離工具18，適合于在由兩個光源11和12照射之后使來自要研究的區(qū)域Z的光輻射R分離成第一和第二光輻射Rl和R2，分別地具有與范圍相對應(yīng)以使得光輻射能夠由隱藏生物結(jié)構(gòu)以不同于周圍生物結(jié)構(gòu)的方式散射、反射或者吸收的波長或者光譜頻帶(或者，在討論中的情況下，在700nm與100000nm之間，或者優(yōu)選地在700nm與100nm之間(即，在紅外范圍中))以及具有至少部分地包括在可見光的光譜頻帶或者300nm與SOOnm之間的頻帶中的波長或者光譜頻帶。
[0107]優(yōu)選地，這些分離工具8包括已知類型的分束器等等(諸如立方體分束器或者棱鏡型分束器或者三頻帶分束器或者熱鏡)或者執(zhí)行該功能的其它工具。
[0108]相同的光學(xué)單元17還包括兩個不同的圖像獲取相機，用于獲取第一圖像Al的第一相機19和用于獲取第二圖像A2的第二相機20。有利地，這些相機是圖像傳感器，諸如CCD傳感器、CMOS傳感器等等。
[0109]例如，由于分束器、熱鏡或者其它分離工具18在反射紅外光中的第一光輻射以將該輻射的光學(xué)路徑的角度增大90°的同時允許第二光輻射R2的直接通過，因此這些圖像傳感器彼此正交地取向。因此，第二相機20具有在光學(xué)單元的光軸前面(與光學(xué)單元的光軸正交地)布置的傳感器的接收表面，而第一相機19相對于前者成90取向地布置，具有平行于光軸布置的傳感器的接收表面。
[0110]在實踐中，分束器、熱鏡等等是在設(shè)備的光學(xué)輸入與由兩個相機形成的圖像接收單元之間插入的鏡，該鏡允許具有可見光中的波長或者光譜頻帶的光輻射朝第二相機的傳輸以及具有紅外光中的波長或者光譜頻帶的光輻射朝第一相機反射。上面描述的用于使兩個光學(xué)輻射分離成考慮中的兩個頻帶的設(shè)備允許由兩個相機獲取相同的光場以使得所獲取的圖像Al(包括與隱藏生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息貢獻)和A2(包括與觀察要研究的區(qū)域Z的表面相關(guān)的信息貢獻)可以精確地疊加(如有必要通過簡單校準(zhǔn)程序)。
[0111]在實踐中，光學(xué)單元17以已知方式定義光學(xué)路徑(S卩，要研究的區(qū)域Z到達對應(yīng)圖像獲取相機19和20的路線)，該光學(xué)路徑全都具有相同的光學(xué)長度。
[0112]優(yōu)選地，兩個圖像獲取相機19和20包括在約300nm與100nm之間(S卩，包括紅外范圍和可見范圍兩者)的相同的波長頻帶中敏感的相應(yīng)圖像傳感器。
[0113]有利地，光學(xué)單元17還包括至少一個光學(xué)聚焦系統(tǒng)22。例如，如圖4所示，該光學(xué)聚焦系統(tǒng)22布置在光學(xué)單元的入口處。替換地，存在兩個光學(xué)聚焦系統(tǒng)22，布置在相機19和20的入口處。
[0114]有利地，一個或者多個光學(xué)聚焦系統(tǒng)22可以包括變焦系統(tǒng)，能夠放大或者縮小圖像的所觀察的部分。該系統(tǒng)可以有利地由管理系統(tǒng)控制并且可以自動地(自動聚焦)以及經(jīng)由通過用戶在設(shè)備的監(jiān)控器或者任何其它交互設(shè)備上的交互接收的指示兩者進行設(shè)置。
[0115]光學(xué)單元17還可以包括布置在分束器、熱鏡等等18與第一相機19之間的第一濾波器23，該第一濾波器23允許具有屬于范圍以使得光輻射能夠由隱藏生物結(jié)構(gòu)以不同于周圍生物結(jié)構(gòu)的方式散射、反射或者吸收的波長或者光譜頻帶(優(yōu)選地，近似地在大約700nm與100000nm之間的紅外范圍中，以及更優(yōu)選地在700nm與100nm之間)的光束朝所述第一相機19通過。例如，該第一濾波器具有以880nm的波長為中心的50nm的頻帶。
[0116]類似地，光學(xué)單元7還可以包括布置在分束器、熱鏡等等18與第二相機20之間的第二濾波器24，允許具有近似地屬于可見范圍的波長或者光譜頻帶的光束朝所述第二相機通過。
[0117]在光學(xué)單元17的入口處，可以存在偏振器25，特別是如果反過來根據(jù)特定方向通過合適的偏振設(shè)備對以所選擇頻率發(fā)射的光輻射進行偏振。該解決方案可以保證與外部照明條件的更大性能獨立性和更大對比度，尤其在紅外范圍中的圖像中。
[0118]所發(fā)射的輻射還可以根據(jù)預(yù)定模式在時間上是間斷的以及使圖像獲取適當(dāng)?shù)嘏c該照明同步以便確保對周圍環(huán)境的光度中的變化的較大抗擾性。自然地，存在觀察器26，適合于允許觀察由圖像接收器接收的圖像。
[0119]優(yōu)選地，設(shè)備可以包括第一圖像Al的電子處理工具27，適合于增大對比度或者突出靜脈的形狀，使得如將在下面顯而易見的，可以在觀察器26上清楚地辨別該生物結(jié)構(gòu)(靜脈)。處理算法是實時的并且可以遵循不同策略以及可以僅基于來自紅外光中的光學(xué)路徑的傳入視頻流的信息或者由設(shè)備獲取的所有視頻流。這意味著在兩個光學(xué)路徑的典型情況下(一個紅外光以及一個在可見光中)，生成生物結(jié)構(gòu)的映射需要的處理可以基于紅外光中的圖像的信息和來自可見光的圖像的信息兩者。顯然，為了改進對圖像以及其中存在的信息貢獻的觀察，還可以存在與可見光相關(guān)的圖像A2的處理工具。
[0120]根據(jù)本發(fā)明，設(shè)備10還包括電子工具28，適合于產(chǎn)生通過疊加從光學(xué)單元獲得和/或隨后處理的第一圖像Al(與紅外范圍相關(guān)的信息貢獻)和第二圖像A2(與可見范圍相關(guān)的信息貢獻)產(chǎn)生的單個圖像，以及向觀察器26傳輸該單個圖像，使得設(shè)備的用戶利用與要研究的區(qū)域Z間隔開的該設(shè)備以及觀看觀察器，查看要研究的區(qū)域以及疊加在該區(qū)域上的靜脈的分布，事實上產(chǎn)生具有“增強現(xiàn)實”的類型的觀察設(shè)備。
[0121]以這種方式，例如必須從患者手臂采取血液樣本的操作者通過具有瞄準(zhǔn)樣本區(qū)域的光學(xué)單元的設(shè)備清楚并且明確地看到手臂的外部結(jié)構(gòu)和靜脈分布以及可以安全地采取樣本而不需要將設(shè)備與手臂接觸放置。
[0122]在實踐中，設(shè)備由電子組件構(gòu)成，該電子組件適合于:
[0123]-投射具有使得貧氧血紅蛋白(靜脈血)相對于周圍組織的吸收性能突出的波長或者光譜頻帶(700-900nm)的至少一個光束;必須通過設(shè)備中集成的光源或者通過環(huán)境照明使要研究的區(qū)域經(jīng)受可見光中的照射;例如，通過使用LED的平面分布獲得這些照射；
[0124]-如有必要，則使用散射光、偏振濾波器或者其它技術(shù)以減少趨向于使接收器飽和以及縮小對比度的表面反射；
[0125]-通過單個光學(xué)單元接收圖像、通過熱鏡、分束器或者其它等效設(shè)備將反向散射(即，通過反射和/或散射來自要研究的區(qū)域)的光輻射分成具有不同波長或者光譜頻帶(例如400-700以及700-900)的至少兩個光學(xué)路徑；
[0126]-提出兩個相同場景，但具有通過利用都在頻帶400-900nm中敏感的兩個單獨的圖像傳感器進行獲取從具有不同光譜內(nèi)容的輻射得到的圖像；
[0127]-處理紅外范圍中的圖像以突出血管以及隨后僅推知血管；
[0128]-在設(shè)置有觸摸屏的LCD監(jiān)控器上觀察疊加在用可見光獲得的圖像上的這些圖像以允許操作者與系統(tǒng)進行交互。
[0129]從結(jié)構(gòu)的觀點來看，設(shè)備包括兩個相對的主面，設(shè)置所述觀察器26的第一面30和布置圖像獲取單元16的光學(xué)入口 16A的相對的第二面31。
[0130]在實踐中，由于設(shè)備在空間上的延伸基本上是平的(例如類似于電子平板設(shè)備的形狀)，因此優(yōu)選地設(shè)備10的大多數(shù)電子管理、處理和觀察組件基本上包括在所述兩個面30與31之間。即，觀察器包括平面顯示器;如可以在圖6、8和11中看到的，所述圖像獲取單元的光學(xué)單元的光軸(即，輻射R在分離之前的主要光學(xué)路徑)與設(shè)備的平面延伸正交；即，與平面顯示器的平面正交;優(yōu)選地，光軸與正交地穿過顯示器中心的軸重合，以便以簡單的方式確保通過設(shè)備觀察的效果。
[0131]有利地，觀察器26可以是觸摸屏監(jiān)控器以及優(yōu)選地用于管理設(shè)備的控制普遍地由監(jiān)控器的觸摸屏界面管理。設(shè)備因此包括針對用戶的圖形界面26A。
[0132]為了便于使用設(shè)備10，設(shè)備10包括支撐臂32，用于連接用于支撐包括具有圖像獲取單元的觀察器26的設(shè)備的主要部分1A的基座33，以使得可以將主要部分在空間上穩(wěn)定地安置在檢測區(qū)域Z上。
[0133]優(yōu)選地，該支撐臂32是關(guān)節(jié)類型的以及可以包括允許其在空間上移動或者允許自動調(diào)節(jié)接頭剛性的一個或者多個機動化裝置。有利地，在觸摸屏觀察器上實現(xiàn)用于管理臂的移動或者使關(guān)節(jié)變硬的控制。
[0134]盡管，基座33優(yōu)選地是可以在地面上移動的推車，但是替換地可以是使用設(shè)備的環(huán)境中存在的床、醫(yī)療設(shè)備或者其它設(shè)備中存在的桌子或者任何固定點。該推車可以包括用于支撐患者的具有要研究的區(qū)域的身體部分的表面34等;例如，該支撐表面34具有面朝上并且縱向延長的凹面，用以容納患者手臂的一部分。
[0135]優(yōu)選地，在臂32中集成了主要部分到電力源的電氣連接部35。例如，電跡線或者電纜將具有觀察器的該主要部分1A連接到系統(tǒng)36或者直接地連接到用于連接電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)E的電纜，該系統(tǒng)36具有利用推車上存在的再充電裝置36B的電池36A和/或具有用于連接電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)E的電纜。
[0136]優(yōu)選地，在臂32與包括觀察器26的設(shè)備的主要部分之間存在可逆連接工具37。有利地，這些可逆連接工具設(shè)置有連接器37A和用于容納連接器的底座37B，以及用以將連接器鎖定在所述底座中的裝置(圖中未示出)，該裝置可以通過特定釋放按鈕的作用釋放，該特定釋放按鈕可以是機械的或者基于用戶在觸摸屏監(jiān)控器上的交互(可選地與密碼相關(guān)聯(lián))利用由處理單元控制的機電設(shè)備實現(xiàn)。
[0137]有利地，為了允許設(shè)備的主要部分1A獨立于與推車和/或電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的電力供應(yīng)36工作，并且因此運輸和定位到任何地方，該主要部分1A設(shè)置有可再充電電池36C。
[0138]這里描述的設(shè)備10的對象是觀察例如身體的表面靜脈結(jié)構(gòu)并且因此幫助醫(yī)務(wù)人員識別執(zhí)行例如注射(即，實施需要精確知道表面靜脈結(jié)構(gòu)的治療)的理想位置。
[0139]如看到的，盡管設(shè)備是主要產(chǎn)生用于固定用途的儀器，但是配備有電池，允許在至少短時段內(nèi)移動使用。
[0140]在實踐中，可以通過在對于用戶最舒適的距離處將設(shè)備插入在要觀察的區(qū)域與操作者的眼睛之間以與桌上放大鏡相同的方式使用設(shè)備。
[0141]設(shè)備配備有安置在下半部分上的捕獲下面區(qū)域的物鏡以及安置在上側(cè)上實時再現(xiàn)下面圖像的觀察器。
[0142]使用“增強現(xiàn)實”技術(shù)，設(shè)備識別靜脈的位置以及將偽彩色的圖形符號(表示靜脈)疊加在真實圖像上，使用戶產(chǎn)生看到患者皮膚下面的靜脈的感知。
[0143]設(shè)備使用靜脈血的特征相對于周圍組織在較大程度上吸收紅外輻射作為操作原理以辨別相對于周圍區(qū)域?qū)θ庋鄄豢梢姷撵o脈。
[0144]因此，這樣的設(shè)備生成打到與組織相互作用的感興趣區(qū)域的紅外光束。該光隨后由具有高存在度的靜脈血的那些區(qū)域以較低強度反射和/或散射(將因此較深)。
[0145]存在對紅外光敏感的傳感器，用以接收區(qū)域的圖像。
[0146]此外，為了能夠生成表示充當(dāng)空間參照的表面組織的圖像，設(shè)備可以設(shè)置有針對可見光的傳感器以及可選地還設(shè)置有白光照明系統(tǒng)。
[0147]將這些傳感器嵌入在允許它們兩者觀察相同視場以生成兩個沒有視差的可疊加圖像(無論放置物鏡的距離如何)的光學(xué)儀器中。
[0148]為了允許用戶在最優(yōu)距離處安置設(shè)備而沒有任何誤差，光學(xué)儀器設(shè)置有即使在沒有預(yù)定的距離處也確保精細圖像的自動聚焦系統(tǒng)。
[0149]如上所述，除此之外，可以提供用于調(diào)節(jié)所發(fā)射輻射的光度的自動或者手動系統(tǒng)，當(dāng)觀察器在遠端區(qū)中時使光功率能夠增大以允許總體觀察感興趣區(qū)域以及在近端使用期間允許減小照射，防止光學(xué)儀器中的眩光以及所獲取圖像中信息的飽和。
[0150]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一個示例(具有使用超過兩個光輻射以及超過兩個圖像獲取傳感器)可以涉及表面靜脈血管和動脈血管兩者的檢測。出于該目的，設(shè)備具有若干源以使得提供用以再現(xiàn)圍繞要研究的區(qū)域的組織的真實圖像的可見頻帶中的光學(xué)輻射(就上面描述的示例而言)以及紅外頻帶中兩個不同子頻帶中的至少兩個光學(xué)輻射;第一子頻帶以氧合血紅蛋白的吸收光譜為中心，另一個子頻帶以去氧血紅蛋白的吸收光譜為中心?？蛇x地，設(shè)備還可以包括能夠發(fā)射紅外光譜中的第四輻射的源，該第四輻射與黑色素的吸收相關(guān)。反向散射(即，來自要研究的區(qū)域)的光學(xué)輻射由至少一個光學(xué)單元捕獲，該至少一個光學(xué)單元能夠?qū)⑺膫€輻射分離到四個獨立光學(xué)路徑上以到達能夠獲取所述信號的相同數(shù)量的相機。因此同時獲取和通過合適的算法處理所獲取的包括對應(yīng)信息貢獻的四個圖像以將具有與黑色素吸收相關(guān)的光譜內(nèi)容的圖像和可見光中的圖像考慮在內(nèi)以自適應(yīng)方式突出從相應(yīng)圖像開始的動脈和靜脈的位置。處理結(jié)果可以實時地合并到能夠突出疊加在從可見頻帶得到的圖像上的兩個血管系統(tǒng)的具有偽彩色的單個圖像中或者可以以不同的方式分開地在設(shè)備的顯示器上和/或在另一個可選監(jiān)控器上再現(xiàn)(例如并排放置若干圖像，包括所獲取的圖像和/或所處理的圖像中的一些)。
[0151]應(yīng)用的另一個示例與各種類型的解剖方面可以特別重要的黑色素瘤的早期診斷相關(guān)。目前，在簡單檢查時對肉眼呈現(xiàn)的大小、形狀和顏色是用于評估病理性質(zhì)(良性或者惡性)或者病理分期的主要參數(shù)，同樣地其它參數(shù)對于其預(yù)防或者治療特別重要。該分析可以通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備執(zhí)行，該設(shè)備能夠用以多個頻率為中心的多個頻帶中的N個光學(xué)輻射照射并且具有對突出上述參數(shù)特別重要的要確定的延伸部。例如，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以設(shè)置有分離器，用以使來自所研究區(qū)域的光輻射分成七個不同的頻帶，兩個紫外光中的頻帶、三個可見光中的頻帶以及兩個紅外光中的頻帶。如上指示的設(shè)備能夠分離所接收的輻射以使得成幀的場景相同，以及以便在獲取之后生成可完美疊加的圖像(如有必要，通過校準(zhǔn)步驟)?？梢院唵蔚貙崟r地觀察這些圖像，使醫(yī)師能夠評估可見光外部的光譜頻帶中的形狀和大小以通過還從表面以下的組織部分散射的紅外頻帶中的圖像獲得關(guān)于新生物的深度的信息、獲得關(guān)于較高頻率處的頻帶(諸如紫外光)中的吸收中的反應(yīng)的信息以及根據(jù)這些多光譜內(nèi)容的比較接合信息。另外，與紅外頻帶相關(guān)的圖像允許檢測新生物的血管化程度，以及如果隨著顯著放大獲得，則還可以檢測使所研究組織血管化的血管的尺寸。從所獲取的或者在與上面描述的處理相似的處理之后的圖像直接獲得的該信息可以是用于檢測新生物活性以及因此檢測在任何外科或者醫(yī)學(xué)程序中有很大幫助的一些工作參數(shù)的強大的診斷工具。還可以共同地處理所描述的所有圖像以便推斷圖像、映射或者所得到的可以更容易地與發(fā)展階段、惡性度以及診斷關(guān)注的其它因素相關(guān)的參數(shù)的全局值?？梢酝ㄟ^疊加偽彩色中的內(nèi)容或者通過診斷醫(yī)師容易理解的任何其它表示方法對該得到的信息進行重建。
[0152]顯然，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以因此適用于與表面組織的其它病理相關(guān)的大量的系列診斷程序，一直保持對具有不同光學(xué)頻帶中的多個輻射的相同視場進行獲取、還對它們進行共同地處理、以及以適當(dāng)方式觀察它們和/或提出所需要的信息的可能性，以使得用戶可以簡單地通過在感興趣的區(qū)域上移動儀器在設(shè)備上或者在合適的觀察工具上實時地獲得診斷結(jié)果以便每次都專注于當(dāng)前研究的組織。
[0153]顯然，可以有許多示例。通常，沒有必要具有與獲取與具有不同光譜頻帶的輻射相關(guān)的圖像以及提供與具有不同光譜頻帶的輻射相關(guān)的不同信息貢獻以及提供與當(dāng)前分析的生物結(jié)構(gòu)的期望反應(yīng)相關(guān)的不同信息貢獻的相機的數(shù)量相同數(shù)量的源。例如，可以根據(jù)要與來自要研究的區(qū)域的所有光輻射分離的信息貢獻的分離具有若干相機，即，可以根據(jù)來自要研究的區(qū)域的輻射的較寬頻帶的子頻帶使輻射分離，該輻射是在其上投射一個或者多個光的相同區(qū)域的相互作用的函數(shù)。
[0154]然而，必需指出在一個配置或者最簡單的配置中(例如圖8中圖表化的)，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以如何包括單個光源11(例如，紅外光源)和由包括對將提供圖像A的紅外光敏感的圖像傳感器(例如，數(shù)字傳感器)的單個相機19形成的圖像獲取單元16;設(shè)備發(fā)射紅外光Π，該紅外光fl打到要研究的區(qū)域Z(例如，患者的身體)上，以及紅外光與該結(jié)構(gòu)相互作用，該結(jié)構(gòu)與皮膚組織和皮下組織相互作用。表示隱藏生物結(jié)構(gòu)的靜脈中的血液以已知方式吸收紅外輻射并且因此從靜脈反射和/或散射和/或發(fā)射的光輻射(以及在任何情況下來自靜脈的光輻射)是已知吸收的函數(shù)，使得打到傳感器的光輻射提供與該隱藏結(jié)構(gòu)相關(guān)的第一組信息貢獻，該第一組信息貢獻生成由傳感器獲取的圖像A的某個部分Al (例如，靜脈的形狀和位置以及某個顏色)。打到患者的紅外輻射(在與圖像獲取單元的相同視場中)還與除了靜脈以外的生物結(jié)構(gòu)(諸如皮膚表面)相互作用。該相互作用的方法相對于靜脈不同，使得從表皮反射和/或散射和/或發(fā)射的光福射將與來自靜脈的光福射不同，以使得遇到傳感器的該第二光輻射提供第二組信息貢獻，例如與表皮輪廓的形狀和位置相關(guān)，例如定義所研究區(qū)域(圖像A的部分A2)的表面輪廓(和/或其它表面元素，諸如頭發(fā)以及與肉眼可見的表面相關(guān)聯(lián)的其它元素)。設(shè)備的電子工具隨后在電子處理工具27中處理與圖像A的部分Al相關(guān)的內(nèi)容(S卩，處理第一組信息貢獻)(傳感器優(yōu)選地為數(shù)字傳感器以及這些信息貢獻是形成數(shù)字圖像的數(shù)字數(shù)據(jù)，并且因此該處理利用已知圖像處理技術(shù)進行)，例如以提高與靜脈相關(guān)的形狀的對比度，以及可選地還在電子處理工具27中處理與圖像A的部分A2相關(guān)的內(nèi)容(即，第二組信息貢獻)以提高皮膚表面輪廓(例如，手臂輪廓，如果正在檢查患者身體的該部分)的可見度。因此，設(shè)備的電子工具在電子工具28中組合兩個信息組以輸出正在檢查的具有正在檢查的清楚可見的兩個生物結(jié)構(gòu)、彼此組合但最優(yōu)地針對特定需要圖形地處理的身體部分的圖像，例如兩個信息組產(chǎn)生彼此疊加的兩個對應(yīng)圖像以給出具有清楚定義的隱藏生物結(jié)構(gòu)(例如靜脈)和這些靜脈所在的可清楚辨識的身體部分的輪廓的單個圖像。圖像獲取單元可以包括光學(xué)濾波器25，例如用以除去具有期望頻帶以外的光譜頻帶的光束，即，僅向光學(xué)傳感器或者傳感器傳輸屬于給定光譜頻帶的光束并且因此獲得具有僅與該特定光譜頻帶相關(guān)聯(lián)的信息貢獻的圖像;例如，光學(xué)濾波器可以是紅外光以及更具體地在近紅外光(NIR)的頻帶中的濾波器。
[0155]除上面剛剛指示的簡單情況以外，在上面指示的其它示例中，主要參照具有面向要研究的區(qū)域以及內(nèi)部有用于將輻射分成若干光束的分離工具的單個光學(xué)單元的圖像獲取單元，每個光束與給定光譜頻帶相關(guān)，以及相關(guān)圖像獲取相機具有與所獲取的相應(yīng)光束相關(guān)聯(lián)的信息貢獻。圖10示出了概述具有設(shè)備與單個光學(xué)單元17的可能組合的光學(xué)單元的一般圖表，示出了若干相機S1..Sk(變量從2到大于2的數(shù)字k)以及用于使來自存在于光學(xué)單元的視場中的要研究的區(qū)域的光束分離成若干光束Rl..Rk(相當(dāng)于獲取相機S1..Sk的數(shù)量)，該若干光束各自對準(zhǔn)相應(yīng)相機。對于要實施的研究類型以最適當(dāng)?shù)姆绞教幚砘蛘卟惶幚硐嚓P(guān)獲取圖像以及使相關(guān)獲取圖像彼此組合。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以設(shè)置有若干光源L1..Li，數(shù)量變量從I到大于I的數(shù)字“i”(以產(chǎn)生光束Π..fi)。源L的數(shù)量和相機的數(shù)量可以優(yōu)選地但并不一定是相同的。
[0156]在其它實施例中，如圖11所示，可以存在若干光學(xué)單元17、.17\(數(shù)字變量從2到j(luò)，其中j大于2)各自具有如圖10中描述的配置，其中每個光學(xué)單元設(shè)置有相同視場或者近似相同的視場(例如，兩個鄰近視場在它們之間具有預(yù)定距離)。如有必要，該配置可以允許使用的更大靈活性以及處理圖像和研究的不同類型。
[0157]例如，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備(包括兩個或者更多個光學(xué)單元)可以用于利用3D類型的加強現(xiàn)實執(zhí)行研究，即，允許相對于要用于分析區(qū)域的每個光譜頻帶對要研究的區(qū)域進行立體觀察。
[0158]在實踐中，設(shè)備可以用于表面組織的病理的無創(chuàng)診斷，其允許操作者獲得更大精度的加強現(xiàn)實體驗。這通過例如以兩個或者更多個的數(shù)量復(fù)制具有上面描述的分束工具的光學(xué)單元來獲得。以這種方式，可以產(chǎn)生在彼此近似相同的至少兩個疊加的視場上但是以具有預(yù)定距離的兩個點為中心實現(xiàn)上述的設(shè)備。這允許如上所述實現(xiàn)獲取和處理步驟以及另外通過適當(dāng)?shù)?D重建算法允許在關(guān)于深度的正確位置中表示位于儀器下方的場景，給人以實際上通過儀器觀察當(dāng)前研究的組織以及還獲得通過如上所述的圖象合并算法重建的所期望信息的印象。這可以通過現(xiàn)今可用的多個技術(shù)(諸如，3D顯示器、主動式或者被動式眼鏡等等)來獲得。應(yīng)當(dāng)參照圖12對系統(tǒng)的可能實現(xiàn)進行圖形描述。附圖突出了與區(qū)域Z相關(guān)的視場Q和W分別關(guān)聯(lián)的兩個光學(xué)單元171和172。在實施例的該示例中，設(shè)備同時地獲取例如四個不同圖像(對于與視場Q相關(guān)的光學(xué)單元171與NIR頻帶和可見頻帶相關(guān)聯(lián)以及對于與視場W相關(guān)的光學(xué)單元172與NIR光和可見光相關(guān)聯(lián))以及在根據(jù)上面描述的方法處理兩個光學(xué)單元的圖像之后，執(zhí)行貢獻的3D重建以便允許在顯示器26上替換觀察。眼鏡H(具有鏡頭Hl和H2)允許根據(jù)已知3D觀察方式觀察兩個加強現(xiàn)實圖像，例如擋住第一個鏡頭以及隨后擋住另一個鏡頭:特別地，當(dāng)在顯示器26上提出與從光學(xué)單元得到的處理和獲取相關(guān)的圖像時，鏡頭Hl將是透明的以及鏡頭H2將是黑屏的。作為替代，當(dāng)提出光學(xué)單元172的處理的輸出時，鏡頭Hl將是黑屏的以及鏡頭H2將是透明的。以任何方式(有或者沒有傳輸電纜)將眼鏡H有源地連接至設(shè)備。
[0159]該可能的實施例允許操作者恢復(fù)關(guān)于深度的信息，該信息在要在通過儀器的監(jiān)控器觀察組織以進行研究的組織上直接執(zhí)行醫(yī)療和外科手術(shù)時可以特別有用。
[0160]應(yīng)當(dāng)理解，附圖僅示出了本發(fā)明可能的非限制性實施例，然而其可以在不背離本發(fā)明所基于的概念的范圍的情況下改變形式和布置。提供所附權(quán)利要求中的任何參考數(shù)字純粹為了便于參照描述和附圖閱讀權(quán)利要求，并且不以任何方式限制保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于預(yù)定生物結(jié)構(gòu)的無創(chuàng)檢測的設(shè)備，包括: -至少一個光源，適合于借助于具有以預(yù)定方式經(jīng)受要檢測的特定生物結(jié)構(gòu)的吸收和/或反射和/或其它相互作用類型的光譜頻帶的一個或者多個第一光束照射要研究的區(qū)域，以檢測所述生物結(jié)構(gòu)的至少特定參數(shù)，所述特定參數(shù)至少包括空間中的形狀和位置， -圖像獲取單元，具有針對要研究的所述區(qū)域的視場，適合于在由所述至少一個光源照射之后獲取與來自要研究的所述區(qū)域的一個或者多個光輻射相關(guān)聯(lián)的圖像，特別是與至少兩組信息貢獻相關(guān)聯(lián)的圖像，即 ο第一組信息貢獻，至少與生物結(jié)構(gòu)相關(guān)，即，信息貢獻與至少一個第一光輻射相關(guān)聯(lián)，該第一光輻射具有與范圍相對應(yīng)的光譜頻帶，使得光輻射能夠由感興趣的生物結(jié)構(gòu)以與周圍生物組織和/或結(jié)構(gòu)至少部分不同的方式散射、反射或者吸收，從而所述圖像能夠示出和/或檢測所述感興趣的生物結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)， ο第二組信息貢獻，與所述第一組信息貢獻至少部分地不同，與相對于存在于所述圖像獲取單元的視場中的所述經(jīng)受研究的感興趣的生物結(jié)構(gòu)與所述第一光輻射不同地相互作用的另一個或者其它生物結(jié)構(gòu)相關(guān)， -電子工具適合于 O處理與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的至少所述第一組信息貢獻，以及O將與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的所述第一組的經(jīng)處理信息貢獻和與所述圖像獲取單元的視場中的所述另一個或者其它生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的所述第二組的可選地也經(jīng)過處理的信息貢獻合并在至少一個圖像中， -至少一個觀察器，適合于允許觀察至少所述圖像，使得利用在離要研究的所述區(qū)域一定距離處的設(shè)備并且觀察所述至少一個觀察器的所述設(shè)備的用戶連續(xù)地看到與存在于相同視場中的所述另一個或者其它生物結(jié)構(gòu)的圖像組合的所述感興趣的生物結(jié)構(gòu)的至少一個經(jīng)處理圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中 -存在至少兩個光源，分別地， ο至少一個所述第一光源，適合于借助于所述第一光束中的一個或者多個照射要研究的區(qū)域，ο至少一個第二光源，用于具有與由所述第一源發(fā)射的所述第一光束的頻帶至少部分不同的光譜頻帶的一個或者多個第二光束，所述第二光束適合于以相對于所述第一光束不同的方式與要研究的所述區(qū)域光學(xué)地相互作用以及產(chǎn)生包括所述第二組信息貢獻的圖像，-以及其中所述第一源和所述第二源的所述光束由所述兩個源以基本上同時的方式發(fā)射， -以及其中圖像獲取單元以基本上同時的方式獲取所述至少一個第一圖像和至少一個第二圖像， -以及其中設(shè)備包括兩個相對的主面，設(shè)置所述觀察器的第一面以及布置所述圖像獲取單元的光學(xué)入口的相對第二面;優(yōu)選地，設(shè)備的大多數(shù)電子管理、處理和觀察組件基本上包括在所述兩個面之間，設(shè)備在空間上的延伸基本上是平的；所述圖像獲取單元的光學(xué)單元的光軸，即，輻射在分離之前的主要光學(xué)路徑與設(shè)備的平面延伸正交;優(yōu)選地所述觀察器包括平面顯示器并且所述光軸與所述平面顯示器正交;優(yōu)選地所述光軸與正交地穿過所述觀察器的中心的軸重合。3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的設(shè)備，其中所述第二組信息貢獻的信息貢獻與要研究的區(qū)域的輪廓和/或表面元素相關(guān)以便定義要研究的區(qū)域的空間中的形狀和位置，使得包括所述第二組的所述信息貢獻的圖像能夠示出要研究的所述區(qū)域的表面輪廓和/或其它表面元素。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項或者多項所述的設(shè)備，包括分離工具，適合于在由所述至少一個光源照射之后使來自要研究的所述區(qū)域的散射光束和/或反射光束分成至少兩個不同的光輻射，分別地至少一個第一光輻射和至少一個第二光輻射，所述第一光輻射具有與范圍相對應(yīng)以使得光輻射能夠由感興趣的生物結(jié)構(gòu)以與一個或者多個周圍生物結(jié)構(gòu)至少部分不同的方式散射、反射或者吸收的第一光譜頻帶，以及所述第二光輻射具有與所述第一光譜頻帶至少部分不同的第二光譜頻帶，能夠由所述感興趣的生物結(jié)構(gòu)以相對于所述第一光輻射至少部分不同的方式散射、反射或者吸收;所述圖像獲取單元，適合于獲取分別地與由所述分離工具分離的所述光輻射相關(guān)聯(lián)的圖像，即，分別地與所述至少一個第一光輻射和所述至少一個第二光輻射相關(guān)聯(lián)，以及特別地具有屬于與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的所述第一組信息貢獻的信息貢獻的至少一個第一圖像以及具有與所述第二組信息貢獻相關(guān)的信息貢獻的至少一個第二圖像;所述電子工具適合于組合 ο獲取的所述至少一個第一圖像，或者獲取的所述至少一個第一圖像的處理，包括與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息貢獻，以及 ο獲取的至少一個第二圖像，或者獲取的所述至少一個第一[第二]圖像的處理，包括所述第二組信息貢獻的信息貢獻。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述至少一個第二光輻射具有至少部分地包括在可見光的光譜頻帶中的光譜頻帶，使得所述圖像獲取單元適合于獲取分別地與由所述分離工具分離的所述光輻射相關(guān)聯(lián)的圖像，g卩，分別地與所述至少一個第一光輻射和所述至少一個第二光輻射相關(guān)聯(lián)，以及特別地具有屬于與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的所述第一組信息貢獻的信息貢獻的至少一個第一圖像以及具有與要研究的區(qū)域的表面觀察相關(guān)的信息貢獻的至少一個第二圖像。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項或者多項所述的設(shè)備，其中適合于處理與隱藏生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的至少所述第一組信息貢獻的所述電子工具適合于增大/突出與所述感興趣的生物結(jié)構(gòu)的形狀相關(guān)的部分;優(yōu)選地實時地進行包括所述第一圖像組和第二圖像組的所述信息貢獻的所述圖像的獲取、處理和組合。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項或者多項所述的設(shè)備，其中存在至少兩個光源，分別地， -至少一個所述第一光源，適合于借助于所述第一光束中的一個或者多個照射要研究的區(qū)域， -至少一個第二光源，用于具有與由所述第一源發(fā)射的所述第一光束的頻帶至少部分不同的光譜頻帶的一個或者多個第二光束，所述第二光束適合于以相對于所述第一光束不同的方式與要研究的所述區(qū)域光學(xué)地相互作用以及產(chǎn)生包括所述第二組信息貢獻的圖像，8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述第二光源發(fā)射具有至少在可見光中的光譜頻帶的一個或者多個第二光束。9.根據(jù)權(quán)利要求7或者8所述的設(shè)備，其中所述第一源和所述第二源的所述光束由所述兩個源以基本上同時的方式發(fā)射。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項或者多項所述的設(shè)備，包括用于調(diào)節(jié)所述至少一個光源的光度和/或功率的工具。11.根據(jù)至少權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述圖像獲取單元包括至少兩個不同的圖像獲取相機，至少一個第一相機用以獲取從由所述分離工具分離并且與參考的所述生物結(jié)構(gòu)的觀察相關(guān)聯(lián)的所述至少一個第一光輻射得到的至少一個第一圖像，以及至少一個第二相機用以獲取從所述至少一個第二分離的光輻射得到的至少一個第二圖像;優(yōu)選地所述至少一個第二相機適合于獲取至少一個第二圖像，所述至少一個第二圖像從所述至少一個第二光輻射得到，所述至少一個第二光輻射具有優(yōu)選地至少部分地在可見光中或者在關(guān)聯(lián)信息能夠與要研究的區(qū)域的表面生物結(jié)構(gòu)和/或表面元素的觀察相關(guān)的頻帶中的光譜頻帶，以便定義要研究的區(qū)域的空間中的形狀和位置;所述相機優(yōu)選地是圖像傳感器。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，包括至少一個光學(xué)單元，通過所述至少一個光學(xué)單元接收來自要研究的所述區(qū)域的光輻射，所述光學(xué)單元包括所述分離工具和布置以使得觀察相同視場的所述至少兩個相機。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述至少一個光學(xué)單元定義光學(xué)路徑，S卩，從要研究的區(qū)域到達對應(yīng)圖像獲取相機的路線，所述光學(xué)路徑全部具有相同的光學(xué)長度。14.根據(jù)權(quán)利要求12或者13所述的設(shè)備，其中所述至少一個光學(xué)單元包括至少一個光學(xué)聚焦系統(tǒng)，布置在所述光學(xué)單元的入口處或者一個或者兩個所述相機的入口處。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)聚焦系統(tǒng)包括至少一個變焦系統(tǒng)。16.根據(jù)權(quán)利要求11至15中的一項或者多項所述的設(shè)備，包括第一濾波器，布置在所述分離工具與所述第一相機之間，適合于允許朝所述第一相機通過具有與范圍相對應(yīng)以使得光輻射能夠由隱藏生物結(jié)構(gòu)以不同于周圍生物結(jié)構(gòu)的方式散射、反射或者吸收的光譜頻帶的至少一個光束，優(yōu)選地近似地在大約700nm與Icm之間的紅外范圍中，以及更優(yōu)選地在7 OOnm 與 I OOOnm 之間。17.根據(jù)權(quán)利要求11至16中的一項或者多項所述的設(shè)備，包括第二濾波器，布置在所述分離工具與所述第二相機之間，適合于允許朝所述第二相機通過具有屬于可見范圍的光譜頻帶的至少一個光束。18.根據(jù)權(quán)利要求11至17中的一項或者多項所述的設(shè)備，其中適合于使來自所述區(qū)域的光輻射分離的所述分離工具包括至少一個鏡，適合于朝預(yù)定圖像獲取區(qū)域反射屬于預(yù)定光譜頻帶的光輻射以及朝其它圖像獲取區(qū)域傳輸屬于所有其它光譜頻帶的其它光輻射。19.根據(jù)權(quán)利要求11至18中的一項或者多項所述的設(shè)備，包括至少一個單個光學(xué)單元，通過所述至少一個單個光學(xué)單元接收來自要研究的所述區(qū)域的全部的光輻射，所述光學(xué)單元包括所述分離工具和布置以使得觀察相同視場的所述至少兩個相機。20.根據(jù)權(quán)利要求11至19中的一項或者多項所述的設(shè)備，包括面向相同的要研究的區(qū)域以及具有普遍疊加的視場的至少兩個所述光學(xué)單元，其中所述電子工具設(shè)置有用于從所述至少兩個光學(xué)單元獲得的圖像的三維組合以執(zhí)行要研究的區(qū)域的三維重建的工具，優(yōu)選地提供眼鏡以在觀察器上觀察具有感興趣的相關(guān)生物結(jié)構(gòu)的當(dāng)前研究的區(qū)域的三維性。21.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項或者多項所述的設(shè)備，其中圖像獲取單元以基本上同時的方式獲取所述至少一個第一圖像和至少一個第二圖像。22.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項或者多項所述的設(shè)備，包括兩個相對的主面，設(shè)置所述觀察器的第一面和布置所述圖像獲取單元的光學(xué)入口的相對的第二面;優(yōu)選地，設(shè)備的大多數(shù)電子管理、處理和觀察組件基本上包括在所述兩個面之間，設(shè)備在空間上的延伸基本上是平的。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述圖像獲取單元的光學(xué)單元的光軸，S卩，輻射在分離之前的主要光學(xué)路徑，與設(shè)備的平面延伸正交;優(yōu)選地所述觀察器包括平面顯示器以及所述光軸與所述平面顯示器正交;優(yōu)選地所述光軸與正交地穿過所述觀察器的中心的軸重合。24.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項或者多項所述的設(shè)備，其中由所述至少一個光源發(fā)射的適合于由要檢測的生物結(jié)構(gòu)以預(yù)定方式吸收的所述至少一個第一光束具有在大約700nm與100000nm之間的波長范圍中選擇的第一光譜頻帶，以及更優(yōu)選地在700nm與100nm之間，即，優(yōu)選地近似地在紅外范圍中；優(yōu)選地由所述至少一個第二光源發(fā)射或者由環(huán)境發(fā)射的至少一個光束具有在大約300nm與800nm之間的光譜頻帶，即，近似地在可見范圍中。25.—種用于無創(chuàng)檢測接近身體表面的血管的方法，包括 -借助于具有以由要檢測的生物結(jié)構(gòu)預(yù)定的方式進行的吸收和/或散射和/或反射和/或另一個典型光學(xué)相互作用的光譜頻帶中包括的光譜頻帶的一個或者多個光束以及利用具有可見光中的光譜頻帶或者波長的一個或者多個光束照射要研究的區(qū)域， -在所述照射之后，使利用來自所述要研究的區(qū)域的典型光學(xué)相互作用類型散射和/或反射和/或相互作用的光束分成至少兩個不同的光輻射，分別地具有與范圍相對應(yīng)以使得光輻射能夠由感興趣的生物結(jié)構(gòu)以不同于周圍生物結(jié)構(gòu)的方式散射、反射或者吸收的光譜頻帶的至少一個第一光輻射，以及具有至少部分地包括在可見光的光譜頻帶中的光譜頻帶的至少一個第二光福射， -獲取分別地與所述分離的光輻射相關(guān)聯(lián)的圖像，即，分別地與所述至少一個第一光輻射和所述至少一個第二光輻射相關(guān)聯(lián)，以及特別地具有與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息貢獻的至少一個第一圖像以及具有與要研究的區(qū)域的表面觀察相關(guān)的信息貢獻的至少一個第二圖像， -組合 ο獲取的至少一個第一圖像，或者獲取的所述至少一個第一圖像的處理，包括與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息貢獻，以及 ο獲取的至少一個第二圖像，或者所述獲取的至少一個第二圖像的處理，包括與要研究的區(qū)域的表面觀察相關(guān)的信息貢獻，以產(chǎn)生包括與感興趣的生物結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息貢獻的圖像和與要研究的區(qū)域的表面觀察相關(guān)的信息貢獻的圖像兩者的單個輸出圖像， -在至少一個觀察器上觀察由診斷需要適當(dāng)識別的所述單個圖像或者單個組合表示，使得觀察所述至少一個觀察器的用戶查看要研究的區(qū)域以及疊加在該區(qū)域上或者替換地以與該區(qū)域組合的方式提出的所述生物結(jié)構(gòu)的形狀。
【文檔編號】A61B5/00GK105848566SQ201480070079
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年10月21日
【發(fā)明人】G·帕洛斯, G·托里塞利, F·西奧里亞, L·馬索蒂
【申請人】因索諾有限責(zé)任公司