[发明专利]具有可变患者定位功能的激光成像设备

说明书

相关申请

本申请要求2006年1月17日递交的美国临时专利申请No.60/759,066的优先权。

技术领域

本发明涉及一种诊断用光学成像设备，其采用了近红外激光器作为射线源，以及具有受限视场的检测器的阵列，这些检测器被指向它们占据的扫描对象表面上的区块，以同时检测从对象发出的光的密度，用来重构对象的光学横截面图像，特别是对象可相对于射线源和检测器阵列移动，从而将对象相对于扫描机构对中。

背景技术

乳腺癌是美国女性的主要死因之一。如能早期检测出恶性肿瘤，则容易实现有效地治疗这一疾病。目前的主要工作用来为人们提供大规模筛查乳房肿瘤症状。这种筛查需要成熟的自动设备，以可靠地完成检查过程。

目前照相x射线方法的x射线吸收密度分辨率不足以提供可靠的恶性肿瘤早期检测。研究表明，乳房肿瘤的尺寸超过1cm时，其转移的可能性急剧增大。这种尺寸的肿瘤很难在乳房检查中产生可被检测到的足够的对比度。为了在照相乳房检查中产生可被检测到的对比度，需要2-3cm的尺寸。在传统乳腺照相检查中用于肿瘤间接检测的钙沉积法也表现为仅与大尺寸肿瘤相关。出于这些原因，照相乳腺检查在这种条件的检测中相对低效。

目前诊所和医院使用的大多数乳腺照相检查设备要求采用乳房挤压技术，这在最轻的状况下也会带来不舒服，而在很多情况下引起患者疼痛。此外，x射线构成电离辐射，这会给最普遍使用的乳腺照相检查技术带来额外的危险因素。

在美国专利No.4,075,883等中建议使用超声波，其要求将乳房浸没在流体充填的扫描腔中。美国专利No.3,973,126也要求将乳房浸没在流体充填腔中以实施x射线扫描技术。

最近，有人探寻使用光、更具体地为激光，以非介入方式进入人体以展示内部结构。这种技术被称作光学层析。经过此前几十年的快速发展，光学层析已经达到了临床使用的边缘。光学层析同乳腺照相检查相比，优点在于不必挤压乳房且没有电离辐射。

患者俯卧在扫描设备上，一个乳房悬垂于扫描腔中。激光束射向乳房；激光散射通过乳房，并被一个阵列的光学检测器检测。扫描设备从平行于胸壁穿过乳房的一个或多个片层获取数据。检测机构然后从胸壁移离小段距离，并且来自更多片层的数据被获取。这个过程持续进行，直至整个乳房被成像。

上述技术的一个麻烦之处(也是本发明所要解决的问题)在于，不同患者的乳房形状不同，并且特别是在扫描从胸壁朝向乳头进展时，乳房形状急剧变化。因此，绝对要求有第三代光学CT扫描仪，其扫描机构的转动中心位于乳房内。理想的是扫描机构的转动中心靠近乳房中心。然而，在人处在俯卧位置时，乳房并不是竖直悬垂的。在库柏(Cooper)韧带长时间拉伸后，会出现库柏下垂。在俯卧位置，随着扫描设备从胸朝乳头行进，乳房会在一定程度上朝向人脚悬垂(见图3A)。在胸壁处良好地沿着扫描机构的转动轴线定心的乳房通常会在靠近乳头时偏心。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种激光成像设备，其通过直接观测扫描对象的表面特别是乳房表面而获取光子密度数据，重构乳房光学特性的横截面图像，并且适合于相对大范围的乳房形状和患者。

本发明的另一个目的是提供一种激光成像设备，其通过患者和扫描机构之间的相对运动来保持乳房中心穿过设备的激光扫描机构的转动中心，从而针对相对大范围的乳房形状来提供乳房重构横截面图像。

本发明的另一个目的是提供一种激光成像设备，其，从而针对相对大范围的乳房形状来提供乳房重构横截面图像。通过控制扫描所用激光器的瞄准，以使得乳房被恒定地照射，而不论乳房是否对中于扫描腔中。

概括地讲，本发明提供了一种诊断用计算机层析成像设备，其包括患者支承结构，所述患者支承结构包括台面，用于将患者支撑于面向下的俯卧位置。台面包括开口，所述开口允许患者的乳房竖直悬垂在低于所述台面的位置。扫描机构布置在低于所述开口的位置并且可围绕着穿过开口悬垂的乳房作轨道运动，以获得乳房的参数数据和图像重构数据。扫描机构绕横贯(垂直于)台面的转动轴线转动。台面和扫描机构之一可沿X-Y轴移动以使乳房围绕转动轴线对中。作为平移台面或扫描机构的替代方式，可控制激光器的瞄准，以使得乳房在扫描过程中在所有轨道角度都被照射，而与乳房在扫描腔中的位置无关。

通过下面的详细描述，本发明的这些以及其他目的会变得更为清楚。

附图说明

图1是具有检测器机构的光学扫描设备的侧视图，示出了患者被定位成用于光学层析分析，其中一个乳房悬垂于扫描腔中。