[发明专利]立体视觉系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于计算各种形状的对象(object)的尺寸(包括表面和体积)的测量系统。特别地，其涉及完全适合于3D测量老鼠中的皮下肿瘤(subcutaneous tumour)的微型(miniature)3D测量设备。本发明的主要目的还由用于3D测量各种形状的对象的测量系统组成，测量系统包括手持装置，该手持装置具有至少一个图像捕获装置(在下文中也称作传感器)，至少一个测量源(source)，特别是投影仪(projector)和测量室(measuring chamber)。在更具体的实现中，手持装置将具有1个或2个、特别是2个照相机和1个投影仪，并且3D测量是基于立体视觉(stereo-vision)的。

测量系统确保所述手持装置还具有处理器模块、用户接口、电源、数据通信接口以及可替换(exchangeable)的测量室，以给予装置必要的灵活性和自主性以加速测量过程以及显著地改善测量的再现性(reproducibility)也是本发明的目的。

背景技术

在对于抗癌的新目标进行功能识别之后，各种产品集中于基于其目标的选择性而选择的目标上。接着，必须在大量的筛选过程中比较候选药物的活性、效力(efficacy)和安全性和毒性属性(profile)。该筛选过程在产品的临床实验可开始之前在临床前期(preclinical)动物模型中被执行。由于缺少高通量(high-throughput)筛选模型，动物实验所需要的时间通常是对于癌(cancer)的潜在药物的开发中的首要问题。

肿瘤大小是大多数临床前期活动研究中的主要焦点。肿瘤的精确测量和效力由此对于新候选药物的迅速评估是至关重要的。活体研究中的这些的重更部分在老鼠中发生，借此测试分量对皮下或正位肿瘤的效果被研究。具有免疫缺陷的皮下肿瘤模型，裸鼠被最频繁地使用。在该模型中，肿瘤生长通过皮肤是清晰可见的，该皮肤使得能够进行生长的简单、无创监测。

已经存在很多先进的对于宏观成像(macroscopic imaging)可获得的商业和实验技术，诸如“计算机断层成像(CT)”，“磁共振成像(MRI)”以及“断层荧光(FMT)”。然而，这些肿瘤研究方法是非常昂贵的，并且在目前环境中的可用性和可得性是长期实验中使用的主要限制因素，在实验中肿瘤生长被频繁地监测。通常也不容易将这些方法标准化或迅速执行它。这些技术因此不能被用作高通量筛选系统。此外，还存在基于所谓的线扫描器(其可有效地用于测量老鼠中的肿瘤)的光学系统，例如Biopticon的系统(一种用于扫描实验室动物中的皮下肿瘤的、结构化的基于光的系统，诸如例如在美国专利US7,450,783中所描述的)。然而，由于线投影仪是基于激光的，所以这些系统相对昂贵且较大。除此之外，待测量的表面的全部扫描持续数秒，在此期间老鼠必须完全稳定。

由于该原因，皮下肿瘤生长通常利用卡钳(calliper)来测量，其使得能够进行简单而且快速的测量(参见图1A)。接着根据二维水平直径和最大高度来计算肿瘤大小。随着肿瘤生长，形状可能强烈地(strongly)偏离理论上的半椭圆形状(参见图1B)。计算的形状由此仅为一种估计，其可强烈地偏离实际的肿瘤大小。对于可再现的测量，不仅需要大量的训练和经验，还需要更多的动物以用于有效的结果。

利用该申请，申请人接着还提供高科技3D测量设备的实现，其使得能够进行皮下肿瘤生长的精确、容易并且快速的测量。利用新的测量设备，临床前期筛选过程在两个方向上被加速。一方面，测量是完全自动的，并且另一方面，测量的可变性被最小化，这将增加临床前期实验的效力。