[发明专利]使用短波红外(SWIR)投影层析成像对解剖器官和内含物进行3D重建的系统和方法

权利要求书

1.一种创建受试者的关注区域的光学层析成像图像的方法，所述方法包括：

(a)以多个照射角度将照射辐射引导到所述受试者的所述关注区域中，从而照射所述关注区域；

(b)对于所述多个照射角度中的每一者，以对应的检测角度检测透射过所述关注区域的辐射，从而获得多个角投影测量；

(c)由计算设备的处理器使用与所获得的多个角投影测量相对应的数据来确定与所述关注区域的光学吸收图的层析成像重建相对应的表示。

2.如权利要求1所述的方法，其中：

步骤(a)包括引导来自第一源的照射辐射，并且步骤(b)包括在第一检测器处检测透射过所述关注区域的辐射，

所述第一源和所述第一检测器安装在可操作以围绕所述受试者旋转的旋转机架上，并且

其中所述方法包括：对于所述旋转机架的多个位置中的每一者，以给定的照射角度照射所述受试者的所述关注区域，并以所述对应的检测角度检测透射过所述关注区域的辐射，从而获得所述多个角投影测量。

3.如权利要求1所述的方法，其中：

步骤(a)包括引导来自第一源的照射辐射，并且步骤(b)包括在第一检测器处检测透射过所述关注区域的辐射，

所述受试者安装在旋转台上，所述旋转台可操作以围绕穿过其中心的轴线旋转，

所述第一源和所述第一检测器安装在所述受试者周围的固定位置，并且

所述方法包括：对于所述旋转台的多个位置中的每一者，以给定的照射角度照射所述受试者的所述关注区域，并以所述对应的检测角度检测透射过所述关注区域的辐射，从而获得所述多个角投影测量。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(c)包括将在所述多个照射角度和对应的检测角度中的每一者下，从第一源、穿过所述受试者的所述关注区域到达第一检测器的辐射透射的投影模型反演。

5.如权利要求4所述的方法，其中将所述投影模型反演包括将所述投影模型的逆算子应用于使用与所述多个角投影测量相对应的所述数据所确定的多个观测值，从而确定所述关注区域的所述光学吸收图。

6.如权利要求4或5中任一项所述的方法，其中所述投影模型是离散化模型，所述离散化模型对于所述多个角测量中的每一者，将(i)与在所述角测量下所检测到的辐射的强度相对应的值与(ii)多个光学吸收系数相关联，每个光学吸收系数代表所述关注区域内特定点的光学吸收。

7.如权利要求6所述的方法，其包括：应用所述投影模型的所述逆算子的离散化版本，其中所述投影模型的所述离散化逆算子对于代表所述关注区域中物理位置的多个离散化位置中的每一者，将所述位置处的光学吸收系数的值与使用所述角投影测量相对应的所述数据确定的所述多个观测值中的至少一部分相关联，从而对于所述多个离散化位置中的每一者，确定所述光学吸收系数的对应值，进而确定所述关注区域的所述光学吸收图。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(c)包括：使用与所述多个角投影测量相对应的所述数据和校准数据来确定所述关注区域的所述光学吸收图，以便确定所述关注区域的所述光学吸收图，其中所述光学吸收图是定量的。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述校准数据包括选自由以下组成的组中的至少一者：

与所述源的功率相对应的数据；

与所述系统的辐射配置的测量相对应的数据；以及

与所述检测器的强度响应相对应的数据。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其包括：获得代表所述受试者在所述关注区域周围的表面的一个或多个边界的测量，其中步骤(c)包括使用所述一个或多个边界的所述测量来确定所述关注区域的所述光学吸收图。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其包括：将一个或多个去噪滤波器应用于与所述多个角投影测量相对应的所述数据。