[发明专利]光学匹配介质和用于获得这种介质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学匹配介质并涉及一种用于获得光学匹配介质的方法。特别地，本发明涉及一种供在用于检查混浊介质的设备中使用的光学匹配介质。

此外，本发明涉及一种用于检查混浊介质的设备并且具体地涉及一种医学图像获取设备。

背景技术

在本申请的上下文中，术语混浊介质被理解为意指由具有高光散射系数的材料组成的物质，比如脂肪乳溶液或生物组织。而且，光被理解为意指波长在从400nm到1400nm范围内的电磁辐射。术语“光学属性”包含优化散射系数(reduced scattering coefficient)μ_s’和吸收系数μ_a。而且，“匹配光学属性”被理解为具有相似的优化散射系数μ_s’和相似的吸收系数μ_a。

近年来，已经发展出若干用于检查例如女性乳腺组织的混浊介质的方法和设备。具体来说，已经发展出用于探测和分析乳腺癌的新设备并且已经改进了现有技术。

WO 00/56206 A1公开了一种通过使用光源照射混浊介质和使用光电探测器测量传输通过混浊介质的光的一部分，以用于对混浊介质的内部成像的设备。提供了一种控制单元，其用于基于所测量的强度重构混浊介质的内部。所公开的设备具体地适用于检查女性乳房。为了允许检查混浊介质，该设备设有围住(enclosing)测量容积并被设置为接纳混浊介质的容器。用于检查混浊介质的光必须从光源传输到混浊介质并从混浊介质传输到光电探测器。由于待检查的混浊介质的不同尺寸，用于接纳混浊介质的容器尺寸不完美地匹配混浊介质的尺寸，即容器与混浊介质之间存在空间。多个光源和多个光电探测器分布在容器壁各处。容器与混浊介质之间的空间用作为光学匹配介质的所谓光学匹配流体所填充。光学匹配流体分别提供了待成像的混浊介质的部分与光源和光电探测器之间的光学耦合。使用了其光学属性基本匹配待检查的混浊介质的光学属性的匹配流体。光学匹配流体旨在防止光源与光电探测器之间的光学短切(short-cutting)，即光在没有传输通过混浊介质的情况下从光源传输到光电探测器。光学匹配流体抵消了由容器中混浊介质的内部与容器中剩余空间之间光学对比度的差异造成的重构图像中的边界效应。在所公开的设备中，光源交替地照射混浊介质并且光电探测器测量传输通过混浊介质的一部分光。执行多个这样的测量，并且基于这些测量结果，控制单元重构所检查的混浊介质的图像。

已经发展出用于通过使用光对混浊介质的内部成像的若干类型的设备。这些设备的实例是乳房造影设备和用于检查人类或动物身体的其他部分的设备。用于对混浊介质的内部进行成像的方法的突出实例是扩散光学层析成像(DOT)。特别地，这些设备被设计用于定位女性人体乳房的一部分的体内乳腺组织中不均匀性。恶性肿瘤是这种不均匀性的一个实例。该设备旨在在这种不均匀性还很小时就探测它们，使得可以在早期探测到例如癌症。这种设备的特别优点在于，病人不必经受借助例如X射线的电离辐射进行检查的危险。

近年来，已经获得了用于通过使用光来探测乳腺癌的进一步增强方法的新途径。例如，已经发展出能够注入到身体内并将在癌细胞中积聚的荧光染料。如果该荧光染料随后用适当波长的光激发，则可以探测到局部发射的光。基于所发射的光，可以确定癌的尺寸和位置。因此，提供了用于探测和定位乳腺癌的强有力的方法。已经发现，在这些新发展的技术中，需要具有特定波长的用于激发的光。特别地，波长在从650nm到900nm范围中的光提供有希望的结果。在最近的试验中，已将具有730nm波长的激光器用作光源。然而，已知光学匹配介质具有以下缺点：针对大于700nm的波长没有提供或仅仅提供少量的吸收。因此，已知光学匹配介质不是非常适合用在该新技术中。因此，出现了下面的需要：发展出新的适合与作为造影剂的荧光染料一起使用的光学匹配介质。出现的特别问题在于，新光学匹配介质必须适合于直接接触待检查的混浊介质。

适用于该目的的光学匹配介质必须提供在期望波长范围中与待查混浊介质的光学属性匹配的光学属性，特别地为优化散射系数μ_s’和吸收系数μ_a。而且，必需的是，光学匹配介质可以与待检查的混浊介质直接接触使用而没有伤害。这对于与体内人体组织接触使用是特别相关。而且，需要成本高效地生产光学匹配介质。特别地，对于不同类型的混浊介质的应用和对于需要新波长范围的应用，以低成本快速修改光学匹配介质的属性将是有利的。

发明内容