Способ для оптического формирования изображений внутренней области мутной среды, способ для восстановления изображения внутренней области мутной среды, устройство для формирования изображений внутренней области мутной среды, медицинское устройство получения изображений и компьютерные программные продукты для использования в упомянутых способах и устройствах

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к способу формирования изображений внутренней области мутной среды, устройству для формирования изображений внутренней области мутной среды и медицинскому устройству получения изображений. Мутная среда помещается в приемную емкость, излучение от источника излучения вводится и выводится из приемной емкости и обнаруживается, после чего получается набор данных из обнаруженного излучения. Набор данных затем передается алгоритму восстановления изображений, и изображение внутренней области мутной среды восстанавливается на основе обнаруженного излучения. Согласно изобретению набор данных перед передачей набора данных алгоритму восстановления изображений превращается в дополнительный набор данных, причем дополнительный набор данных удовлетворяет входному предположению, лежащему в основе алгоритма восстановления изображений. Группа изобретений позволяет повысить качество восстановленного изображения. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к способу для оптического формирования изображений внутренней области мутной среды, применяющему алгоритм восстановления изображений.

Изобретение также относится к способу для восстановления изображения внутренней области мутной среды.

Изобретение также относится к устройству для формирования изображений внутренней области мутной среды.

Изобретение также относится к медицинскому устройству получения изображений.

Изобретение также относится к компьютерным программным продуктам для использования в вышеупомянутых способах и устройствах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Статья Gao M. и др. "Effects of background fluorescence in fluorescence molecular tomography" в журнале "APPLIED OPTICS" Американского оптического общества, том 44, номер 26 от 10 сентября 2005 г., стр.5468-5474, описывает способ для исправления присутствия фона флуоресценции во флуоресцентной молекулярной томографии путем использования переработки данных. Измеренные данные подгоняются с помощью кубического многочлена в виде функции расстояния по радиусу на ПЗС-изображении. Этот многочлен затем вычитается из измеренных данных, чтобы устранить дефекты и повысить качество изображения и точность квантификации.

Вариант осуществления способов и устройств этого вида известен из европейской заявки на патент 05111164.9 (адвокатская справка PH004270). Описанные способ и устройство могут использоваться для формирования изображений внутренней области мутной среды, например биологической ткани, используя диффузную оптическую томографию. В медицинской диагностике способ и устройство могут использоваться для формирования изображений, например внутренней области женской груди. Приемная емкость принимает мутную среду, например грудь. Затем излучение от источника излучения вводится в приемную емкость. Это излучение выбирается так, чтобы возбуждать флуоресцентное вещество, содержащееся в приемной емкости. При формировании изображений внутренней области, например женской груди, излучение, выбранное для возбуждения флуоресцентного вещества, содержащегося в приемной емкости, обычно имеет длину волны в диапазоне от 400 нм до 950 нм.

Излучение, исходящее из приемной емкости в результате введения излучения от источника излучения в приемную емкость, обнаруживается посредством использования модуля фотодетектора. Набор данных, основанный на обнаруженном излучении, затем передается модулю восстановления изображений, который затем восстанавливает изображение внутренней области мутной среды, например женской груди, на основе обнаруженного излучения. Вместо выбора излучения от источника излучения, чтобы возбуждать флуоресцентное вещество, содержащееся в приемной емкости, излучение от источника излучения может выбираться таким образом, чтобы оно было способно на распространение через мутную среду, чтобы обеспечить возможность исследования прохождения мутной среды. В исследовании прохождения излучение от источника излучения вводится в мутную среду, проходит через мутную среду без возбуждения флуоресцентного вещества, которое может присутствовать, и обнаруживается после прохождения через мутную среду. При формировании изображений внутренней области женской груди в исследовании прохождения обычно используется излучение, имеющее длину волны в диапазоне от 400 нм до 1400 нм. Излучение, исходящее из приемной емкости в результате введения излучения от источника излучения в приемную емкость, снова обнаруживается посредством использования модуля фотодетектора. Набор данных, основанный на обнаруженном излучении, затем передается модулю восстановления изображений и используется для восстановления изображения внутренней области мутной среды на основе обнаруженного излучения.

Характерной особенностью известного способа и устройства является то, что небольшие и малоконтрастные элементы, содержащиеся в среде, иногда трудно изобразить.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения - повысить качество восстановленного изображения, чтобы улучшить выявляемость небольших и малоконтрастных элементов, содержащихся в мутной среде.

Эти цели решаются с помощью признаков независимого пункта формулы изобретения.

Изобретение основывается на признании того, что качество восстановленного изображения подвергается отрицательному влиянию, если набор данных передается алгоритму восстановления изображений, причем набор данных не удовлетворяет входному предположению, которое содержится в алгоритме восстановления изображений. Предположим, что алгоритм восстановления изображений используется для восстановления изображения внутренней области среды, содержащей равномерно распределенное флуоресцентное вещество, причем флуоресцентное вещество должно возбуждаться излучением возбуждения от источника излучения. Дополнительно предположим, что полученный набор данных содержит соотношение силы флуоресцентного излучения и пропущенного излучения возбуждения (то есть части излучения возбуждения, которая прошла через среду без возбуждения флуоресцентного вещества, содержащегося в среде), исходящего из приемной емкости, содержащей среду, которое измерено на разных расстояниях между положением, в котором излучение возбуждения от источника излучения вводится в приемную емкость, и положением, в котором флуоресцентное и пропущенное излучение возбуждения выходят из приемной емкости. Более того, предположим, что лежащее в основе алгоритма восстановления изображений является предположением, что соотношение силы флуоресцентного излучения и пропущенного лазерного излучения увеличивается линейно как функция расстояния между положением, в котором излучение возбуждения от источника излучения вводится в приемную емкость, и положением, в котором флуоресцентное и пропущенное излучение возбуждения выходят из приемной емкости, тогда как фактически тренд увеличивается более чем линейно. Объяснение уровня техники предположения дается в конце этого раздела. В результате того факта, что допускается линейное соотношение, тогда как фактически соотношение более чем линейно, алгоритм восстановления изображений "увидит" тогда больше флуоресцентного излучения, чем следует, поскольку увеличивается расстояние между положением, в котором излучение возбуждения от источника излучения вводится в приемную емкость, и положением, в котором флуоресцентное и пропущенное излучение возбуждения выходят из приемной емкости. Причина в том, что алгоритм восстановления изображений предполагает линейное увеличение соотношения флуоресцентного излучения и пропущенного лазерного излучения, тогда как в измеренных данных соотношение увеличивается более чем линейно. Таким образом, алгоритм восстановления изображений будет восстанавливать слишком много флуоресценции на больших расстояниях между положением, в котором излучение от источников излучения, введенное в приемную емкость, и положением, в котором флуоресцентное излучение выходит из приемной емкости. Возможным решением этой проблемы является изменение предположения, лежащего в основе восстановления изображений. Однако часто это очень сложно и трудоемко. Изобретение представляет более простой способ путем изменения набора данных из условия, чтобы он удовлетворял предположению, лежащему в основе алгоритма восстановления изображений. В данном выше примере способ, согласно изобретению, преобразовывал бы набор данных, имеющий более чем линейный тренд, в линейный тренд.

Для подведения итога этого раздела, сейчас будет объясняться, как в данном выше примере можно прийти к предположению, что соотношение силы флуоресцентного и пропущенного излучения возбуждения увеличивается линейно как функция расстояния между положением, в котором излучение возбуждения от источника излучения вводится в приемную емкость, содержащую оптически мутную среду, содержащую флуоресцентное вещество, и положением, в котором флуоресцентное и пропущенное излучение возбуждения выходят из приемной емкости. Основное решение прямой проблемы в восстановлении изображения внутренней области оптически мутной среды, содержащей флуоресцентное вещество, на основе обнаруженного флуоресцентного и пропущенного излучения возбуждения и использования алгоритма восстановления изображений - решить уравнение диффузии, описывающее распространение излучения через среду. Однако часто это очень сложно и трудоемко. Одним из подходов для упрощения проблемы является использование приближения Борна. В этом приближении используется нижеследующая модель, чтобы объяснить соотношение силы флуоресцентного излучения и пропущенного излучения возбуждения как функция расстояния между положением источника излучения возбуждения и положением, в котором обнаруживаются флуоресцентное и пропущенное излучение возбуждения. Излучение возбуждения перемещается от положения, в котором излучение возбуждения вводится в среду, к положению, в котором располагается флуоресцентное вещество. Флуоресцентное излучение, происходящее от взаимодействия между излучением возбуждения и флуоресцентным веществом в этом положении, затем перемещается от этого положения к положению, в котором обнаруживается флуоресцентное излучение. Однако не все излучение возбуждения будет в действительности возбуждать флуоресцентное вещество. Часть излучения возбуждения достигнет положения, в котором оно обнаруживается, не вызывая флуоресценцию. Если затем объединить вклады флуоресцентного излучения и пропущенного излучения возбуждения по всем возможным положениям в среде, приходим к общему соотношению силы флуоресцентного и пропущенного излучения возбуждения для заданного положения обнаружения. Общеизвестно, что для бесконечной однородной среды сила излучения уменьшается экспоненциально как функция расстояния с некоторым коэффициентом ослабления в качестве параметра. Коэффициент ослабления принимает во внимание процессы ослабления излучения, например поглощение и возбуждение. Возбуждение флуоресцентного вещества заставляет уменьшаться силу излучения возбуждения, возбуждающего флуоресцентное вещество. Используя приближение Борна и с k_x, являющегося коэффициентом ослабления для излучения возбуждения, k_f, являющегося коэффициентом ослабления для флуоресцентного излучения, c(x), являющейся концентрацией флуоресцентного вещества в виде функции положения, s - положение источника излучения возбуждения, d - положение детектора для обнаружения флуоресцентного и пропущенного излучения возбуждения и d(q,p) - расстояние между положением q и положением p, это приводит к следующему уравнению (для получения более подробной информации см. также Ntziachristos и Weissleder, "Experimental three-dimensional fluorescence reconstruction of diffuse media by use of a normalized Born approximation", журнал Optics Letters, том 26, №12, 15 июня 2001 г., стр.893-895):

При условии, что c(x) - константа, и выполняя интегрирование, это уравнение становится:

Для малых значений k_f-k_x показательная функция может быть разложена на степенной ряд, показывающий, что в этом случае соотношение силы флуоресцентного и пропущенного излучения возбуждения увеличивается с d(s,d). Это означает, что соотношение флуоресцентного и пропущенного излучения возбуждения увеличивается линейно, поскольку расстояние между положением источника и положением обнаружения увеличивается с интенсивностью увеличения, определяемой концентрацией флуоресцентного вещества. Это в точности является разновидностью предположения, лежащего в основе алгоритма восстановления изображений в примере, приведенном в этом разделе. Для больших значений k_f-k_x ожидаемое поведение будет нелинейным.

С увеличением концентрации флуоресцентного вещества такие процессы, как поглощение излучения возбуждения флуоресцентным веществом и самопоглощение флуоресцентного излучения флуоресцентным веществом, становятся в большей степени важными. Ожидаемая зависимость соотношения флуоресцентного и пропущенного излучения возбуждения от расстояния между положением источника излучения возбуждения и положением обнаружения для флуоресцентного и пропущенного излучения возбуждения будет тогда нелинейной.

Одним преимуществом способа, согласно изобретению, является то, что он дает возможность набору данных превращаться в дополнительный набор данных, который удовлетворяет входному предположению, лежащему в основе алгоритма восстановления изображений, в ситуациях, в которых входное предположение подразумевает, что существует определенная зависимость, например, линейная зависимость набора данных от выбранной переменной.

Могут быть ситуации, в которых измеренный тренд и предполагаемый тренд зависят от одной или нескольких общих переменных. В примере, приведенном в сущности изобретения, например, и измеренный экспоненциальный тренд, и предполагаемый линейный тренд зависят от концентрации флуоресцентного вещества, содержащегося в среде. Таким образом, дополнительное преимущество изобретения в том, что с помощью правильного выбора параметризованной функции для подгонки к набору данных может быть определен необходимый тренд, соответствующий конкретной ситуации. В примере, на который ссылаются выше, правильный выбор параметризованной функции означал бы, что параметризованная функция выбирается так, что концентрация флуоресцентного вещества может определяться из параметров, содержащихся в параметризованной функции. Основная идея изобретения - преобразовать измеренный тренд данных в тренд данных, который ожидается алгоритмом восстановления изображений. Ожидаемый тренд данных известен, поскольку восстановление выполняется для некоторой модели того, как излучение ведет себя в системе. Эта модель неявно задает ожидаемый тренд данных.

Дополнительный вариант осуществления способа, согласно изобретению, отличается тем, что алгоритм восстановления основывается на приближении Борна. Приближение Борна часто используется в алгоритмах восстановления изображений. Поскольку это приближение, то предположения, содержащиеся в алгоритме восстановления изображений, использующем приближение Борна, не всегда в действительности удовлетворяются. Этот вариант осуществления обладает преимуществом в том, что он дает возможность повысить качество изображения, восстановленного посредством использования алгоритма, который содержит приближение, которое часто используется.

Дополнительный вариант осуществления способа, согласно изобретению, отличается тем, что выбирается излучение от источника излучения, чтобы возбуждать флуоресцентное вещество, содержащееся в приемной емкости, что модуль фотодетектора выполнен с возможностью обнаружения флуоресцентного излучения, исходящего из приемной емкости в результате введения излучения от источника излучения в приемную емкость, и что набор данных содержит данные, относящиеся к обнаруженному флуоресцентному излучению. Этот вариант осуществления обладает преимуществом в том, что он решает конкретную проблему слишком большой или слишком малой флуоресценции, указываемой в восстановленном изображении, как проиллюстрировано в сущности изобретения.

Дополнительный вариант осуществления способа, согласно изобретению, отличается тем, что дополнительный набор данных превращается в контрастный усовершенствованный набор данных путем удаления по меньшей мере части необходимого тренда из дополнительного набора данных. Этот вариант осуществления обладает преимуществом в том, что контраст в изображении, восстановленном по способу в соответствии с изобретением, улучшается путем удаления по меньшей мере части необходимого тренда из дополнительного набора данных. Удаление, например, p процентов необходимого тренда из дополнительного набора данных удаляет p процентов основы, на которой располагаются данные из дополнительного набора данных.

Дополнительный вариант осуществления способа, согласно изобретению, отличается тем, что мутная среда содержит биологическую ткань. Этот вариант осуществления обладает преимуществом в том, что он дает возможность обследования биологической ткани.

Дополнительный вариант осуществления способа, согласно изобретению, отличается тем, что мутная среда содержит грудь млекопитающего. Этот вариант осуществления обладает преимуществом в том, что он дает возможность обследования, например, женской груди, чтобы обнаружить патологические изменения, например возможные опухоли.

Дополнительные типовые варианты осуществления являются медицинским устройством получения изображений и устройством для формирования изображений внутренней области мутной среды, содержащими модуль обработки данных, который выполняет один из патентоспособных способов. Этот вариант осуществления обладает преимуществом в том, что медицинское устройство получения изображений или устройство для формирования изображений внутренней области мутной среды соответственно извлекали бы пользу из любого из вариантов осуществления способа согласно изобретению. Дополнительный вариант осуществления является компьютерной программой, которая при выполнении на компьютере применяет один из патентоспособных способов. Преимущества компьютерного программного продукта, согласно изобретению, уже упомянуты в отношении любого из вариантов осуществления способов, согласно изобретению.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие особенности изобретения будут дополнительно объясняться и описываться со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг.1 иллюстрирует вариант осуществления способа формирования изображений внутренней области мутной среды, согласно изобретению;

Фиг.2 иллюстрирует превращение набора данных в дополнительный набор данных, удовлетворяющий входному предположению алгоритма восстановления изображений;

Фиг.3 схематически показывает вариант осуществления устройства для формирования изображений внутренней области мутной среды согласно изобретению;

Фиг.4 схематически показывает вариант осуществления медицинского устройства получения изображений согласно изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг.1 иллюстрирует вариант осуществления способа формирования изображений внутренней области мутной среды согласно изобретению. На этапе 5 мутная среда помещается внутрь приемной емкости. Затем на этапе 10 излучение от источника излучения вводится в приемную емкость. Излучение от источника излучения выбирается, чтобы возбуждать флуоресцентное вещество, содержащееся в мутной среде. В качестве альтернативы, излучение от источника излучения может выбираться из условия, чтобы излучение могло распространяться через мутную среду, не вызывая флуоресцентного излучения. Излучение, исходящее из приемной емкости в результате введения излучения от источника излучения в приемную емкость, обнаруживается посредством использования модуля фотодетектора. Это выполняется на этапе 15. На основе обнаруженного излучения на этапе 20 получается набор данных. Набор данных может, например, содержать данные, относящиеся к силе флуоресцентного излучения, исходящего из приемной емкости, как функции расстояния между положением, в котором излучение от источников излучения вводится в приемную емкость, и положением, в котором флуоресцентное излучение выходит из приемной емкости. Согласно изобретению набор данных превращается в дополнительный набор данных из условия, чтобы дополнительный набор данных удовлетворял входному предположению, содержащемуся в алгоритме восстановления изображений. Превращение набора данных в дополнительный набор данных выполняется на этапе 25. Это может выполняться с использованием программного обеспечения. На этапе 30 дополнительный набор данных затем передается алгоритму восстановления изображений. В конечном счете на этапе 35 изображение внутренней области мутной среды восстанавливается с помощью использования модуля восстановления изображений и использования дополнительного набора данных.

Фиг.2 иллюстрирует превращение набора данных в дополнительный набор данных, удовлетворяющий входному предположению алгоритма восстановления изображений. Нанесенное по горизонтальной оси является расстоянием в метрах между положением, в котором излучение от источника излучения входит в приемную емкость, причем излучение от источника излучения выбирается, чтобы возбуждать флуоресцентное вещество, содержащееся в приемной емкости, и положением, в котором флуоресцентное излучение выходит из приемной емкости. Нанесенное по вертикальной оси является соотношением между силами флуоресцентного излучения и излучения возбуждения, исходящего из приемной емкости. Используя приближение Борна, алгоритм восстановления изображений имеет входное предположение, что соотношение сил флуоресцентного излучения и излучения возбуждения, исходящего из приемной емкости, является линейно возрастающей функцией расстояния между положением, в котором излучение возбуждения вводится в приемную емкость, и положением, в котором флуоресцентное излучение и излучение возбуждения выходят из приемной емкости. В принципе, это предположение справедливо, поскольку большее расстояние подразумевает больший объем, в котором может возбуждаться флуоресцентное вещество. Предположение о линейном соотношении является следствием предположения, что излучение возбуждения и флуоресцентное излучение испытывают одинаковое ослабление в приемной емкости. На фиг.2 линейное соотношение между соотношением сил флуоресцентного излучения и излучения возбуждения иллюстрируется прямой линией 40. Однако при измерении соотношения сил флуоресцентного излучения и излучения возбуждения, исходящего из приемной емкости, содержащей равномерно распределенное флуоресцентное вещество, оказывается, что полученные точки данных не следуют прямой линии 40, а лежат в заштрихованной области 45. Вместо линейного, тренд точек данных в области 45 скорее является экспоненциальным. Экспоненциальный тренд объясняется фактом, что вопреки начальному предположению ослабление в приемной емкости не является одинаковым для излучения возбуждения и флуоресцентного излучения. В результате не выдерживается входное предположение для алгоритма восстановления изображений, что соотношение сил флуоресцентного излучения и излучения возбуждения, исходящего из приемной емкости, является линейной функцией расстояния. Возможное решение в этой ситуации - адаптировать алгоритм восстановления изображений таким образом, чтобы он принимал во внимание разницу в ослаблении для флуоресцентного излучения и излучения возбуждения. Другими словами, возможное решение - допустить входное предположение о соотношении сил флуоресцентного и излучения возбуждения в виде линейной функции с расстоянием. Однако адаптация алгоритма восстановления изображений является сложной. Изобретение представляет альтернативное решение. Согласно изобретению точки данных, содержащиеся в области 45, преобразуются в линейный тренд, проиллюстрированный прямой линией 40. В одном варианте осуществления, согласно изобретению, это достигается путем подгонки параметризованной функции, имеющей в качестве переменной расстояние между положением, в котором излучение возбуждения вводится в приемную емкость, и положением, в котором флуоресцентное излучение и излучение возбуждения выходят из приемной емкости, к точкам данных, содержащимся в области 45. На фиг.2 параметризованная функция иллюстрируется кривой 50. Затем точки данных, содержащиеся в области 45, могут быть преобразованы в прямую линию 40 путем вычитания кривой 50 из точек данных и прибавления прямой линии 40. В качестве альтернативы, данные могут делиться на соотношение двух кривых тренда. Это обладает преимуществом в том, что знак данных нельзя изменить изменением масштаба. Согласно изобретению значение параметра, определенного путем подгонки параметризованной функции к точкам данных, может использоваться для определения параметра предполагаемого соотношения. В этом примере это означает, например, что путем подгонки параметризованной функции к точкам данных определяется концентрация флуоресцентного вещества, содержащегося в приемной емкости, причем концентрация флуоресцентного вещества является параметром параметризованной функции. Определенная концентрация затем определяет наклон прямой линии 40. Очевидно, что наклон прямой линии 40 увеличивается, поскольку увеличивается концентрация флуоресцентного вещества, содержащегося в приемной емкости. Это имеет место, так как величина флуоресцентного излучения увеличивается не только с увеличением расстояния, а отсюда и с увеличением объема, в котором формируется флуоресцентное излучение между положениями, в которых излучение вводится и выводится из приемной емкости, но также и с концентрацией флуоресцентного вещества, содержащегося в этом объеме.

Фиг.3 схематически показывает один вариант осуществления устройства для формирования изображений внутренней области мутной среды согласно изобретению. Устройство 90 подходит для выполнения измерений диффузной оптической томографии. Устройство 90 содержит приемную емкость 95 для приема мутной среды 100. Приемная емкость 95 ограничивается стенкой 105. Излучение от источника 110 облучения вводится в приемную емкость 95 посредством использования модуля 115 выбора. Излучение от источника 110 излучения выбирается, чтобы возбуждать флуоресцентное вещество, содержащееся в мутной среде 100. В качестве альтернативы, излучение от источника 110 излучения может выбираться из условия, чтобы оно могло распространяться через мутную среду 100, не вызывая флуоресцентного излучения. В медицинской диагностике, где устройство 90 может использоваться для формирования изображений, например, внутренней области женской груди, для этой цели подходит излучение с длиной волны в диапазоне, например, от 600 нм до 1400 нм. Модуль 115 выбора используется для последовательного выбора входа, установленного для излучения, из множества положений 120 входа для излучения. Излучение, исходящее из приемной емкости 95 в результате введения излучения от источника 110 излучения в приемную емкость 95, выходит в приемную емкость 95, используя множество положений 125 выхода для излучения. Излучение, исходящее из приемной емкости 95, обнаруживается посредством использования модуля 140 фотодетектора. Множество положений 120 входа для излучения оптически соединяются с модулем 115 выбора, используя световоды 130. Множество положений 125 выхода для излучения оптически соединяются с модулем 140 фотодетектора, используя световоды 135. Модуль 145 восстановления изображений используется для восстановления изображения внутренней области мутной среды 100 на основе обнаруженного излучения. Согласно изобретению устройство 90 дополнительно содержит модуль 150 обработки данных для выполнения способа согласно любому варианту осуществления способа согласно изобретению. Внутри приемной емкости 95 мутная среда 100 может окружаться согласующейся средой 155. Согласующаяся среда 155 имеет оптические свойства, например коэффициент поглощения, аналогичные таковым у мутной среды 100. Таким образом, граничные эффекты, происходящие от введения излучения от источника 110 облучения в мутную среду 100 и выведения из нее, уменьшаются и предотвращаются оптические замыкания вокруг мутной среды 100. На фиг. 3 приемная емкость 95 ограничивается стенкой 105. Однако это не всегда нужно. Другой вариант осуществления устройства для формирования изображений внутренней области мутной среды соответствует карманному устройству, которое может быть, например, приложено к одной стороне мутной среды. В этом случае объем измерения является объемом, занимаемым частью мутной среды, от которой обнаруживается излучение в результате облучения мутной среды.

Фиг.4 схематически показывает вариант осуществления медицинского устройства получения изображений согласно изобретению. Медицинское устройство 160 получения изображений содержит элементы устройства 90, показанного на фиг. 3, которое указано пунктирным квадратом. Более того, медицинское устройство 160 получения изображений дополнительно содержит экран 165 для отображения восстановленного изображения внутренней области мутной среды 100 и интерфейс 170 оператора, например клавиатуру, позволяющий оператору взаимодействовать с медицинским устройством 160 получения изображений.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления скорее иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и специалисты в данной области техники смогут спроектировать многие альтернативные варианты осуществления без отклонения от объема прилагаемой формулы изобретения.

В формуле изобретения любые знаки ссылок, помещенные в круглых скобках, не следует истолковывать в качестве ограничивающих формулу изобретения. Слово "содержащий" не исключает наличия элементов или этапов, отличных от перечисленных в формуле изобретения. Неопределенное указание, предшествующее элементу, не исключает наличия множества таких элементов. Изобретение может быть реализовано посредством аппаратных средств, содержащих несколько отдельных элементов, и посредством соответствующим образом запрограммированного компьютера. В пунктах формулы для системы, перечисляющих несколько средств, некоторые из этих средств могут быть реализованы с помощью одного и того же элемента машиночитаемого программного обеспечения или аппаратных средств. Сам факт, что некоторые критерии перечисляются во взаимно разных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих критериев не может использоваться с пользой.

1. Способ для восстановления изображения внутренней области мутной среды (100) на основе измеренного набора данных, который получается путем обнаружения излучения (15), исходящего из приемной емкости (95) в результате введения (10) излучения от источника (110) излучения в приемную емкость (95), причем приемная емкость (95) содержит мутную среду (100) и способ применяет алгоритм восстановления изображений, в котором входное предположение лежит в основе алгоритма восстановления изображений, и алгоритм восстановления изображений работает на наборе данных, переданных алгоритму восстановления изображений, где переданный набор данных удовлетворяет входному предположению, и переданный набор данных получается из измеренного набора данных (25),
отличающийся тем, что
входное предположение требует, чтобы переданный набор данных имел необходимый тренд как функцию выбранной переменной,
параметризованная функция выбранной переменной подгоняется к измеренному набору данных, который имеет измеренный тренд как функцию выбранной переменной,
значение, по меньшей мере, одного параметра соответственно определяется и впоследствии используется в функции необходимого тренда, и
измеренный набор данных превращается в переданный набор данных путем преобразования набора данных в необходимый тренд.

2. Способ по п.1, в котором алгоритм восстановления основывается на приближении Борна.

3. Способ по п.1, в котором излучение от источника (110) излучения выбирается, чтобы возбуждать флуоресцентное вещество, содержащееся в приемной емкости (95), где модуль (140) фотодетектора выполнен с возможностью обнаружения флуоресцентного излучения, исходящего из приемной емкости (95) в результате введения излучения от источника (110) излучения в приемную емкость (95), и где измеренный набор данных содержит данные, относящиеся к обнаруженному флуоресцентному излучению.

4. Способ по п.2, в котором излучение от источника (110) излучения выбирается, чтобы возбуждать флуоресцентное вещество, содержащееся в приемной емкости (95), где модуль (140) фотодетектора выполнен с возможностью обнаружения флуоресцентного излучения, исходящего из приемной емкости (95) в результате введения излучения от источника (110) излучения в приемную емкость (95), и где измеренный набор данных содержит данные, относящиеся к обнаруженному флуоресцентному излучению.

5. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором переданный набор данных превращается в контрастный усовершенствованный набор данных путем удаления, по меньшей мере, части необходимого тренда из переданного набора данных.

6. Способ по п.3, в котором переданный набор данных превращается в контрастный усовершенствованный набор данных путем удаления, по меньшей мере, части необходимого тренда из переданного набора данных.

7. Способ по п.4, в котором переданный набор данных превращается в контрастный усовершенствованный набор данных путем удаления, по меньшей мере, части необходимого тренда из переданного набора данных.

8. Способ по любому из пп.1-3, применяемый к биологической ткани.

9. Способ по п.8, применяемый к груди млекопитающего.

10. Способ для оптического формирования изображений внутренней области мутной среды (100), использующий способ для восстановления изображения по п.1.

11. Способ по п.10, в котором алгоритм восстановления основывается на приближении Борна.

12. Способ по п.10, в котором излучение от источника (110) излучения выбирается, чтобы возбуждать флуоресцентное вещество, содержащееся в приемной емкости (95), где модуль (140) фотодетектора выполнен с возможностью обнаружения флуоресцентного излучения, исходящего из приемной емкости (95) в результате введения излучения от источника (110) излучения в приемную емкость (95), и где измеренный набор данных содержит данные, относящиеся к обнаруженному флуоресцентному излучению.

13. Способ по п.11, в котором излучение от источника (110) излучения выбирается, чтобы возбуждать флуоресцентное вещество, содержащееся в приемной емкости (95), где модуль (140) фотодетектора выполнен с возможностью обнаружения флуоресцентного излучения, исходящего из приемной емкости (95) в результате введения излучения от источника (110) излучения в приемную емкость (95), и где измеренный набор данных содержит данные, относящиеся к обнаруженному флуоресцентному излучению.

14. Способ по любому из пп.10 и 11, в котором переданный набор данных превращается в контрастный усовершенствованный набор данных путем удаления, по меньшей мере, части необходимого тренда из переданного набора данных.

15. Способ по п.12, в котором переданный набор данных превращается в контрастный усовершенствованный набор данных путем удаления, по меньшей мере, части необходимого тренда из переданного набора данных.

16. Способ по п.13, в котором переданный набор данных превращается в контрастный усовершенствованный набор данных путем удаления, по меньшей мере, части необходимого тренда из переданного набора данных.

17. Способ по любому из пп.10-12, применяемый к биологической ткани.

18. Способ по п.17, применяемый к груди млекопитающего.

19. Устройство (90) для формирования изображений внутренней области мутной среды (100), содержащее:
- приемную емкость (95) для размещения мутной среды (100);
- источник (110) излучения для формирования излучения, которое должно вводиться в приемную емкость (95);
- модуль (140) фотодетектора для обнаружения излучения, исходящего из приемной емкости (95) в результате введения излучения от источника (110) излучения в приемную емкость (95);
- модуль (145) восстановления изображений для восстановления изображения внутренней области мутной среды (100) на основе обнаруженного излучения,
отличающееся тем, что
устройство (90) дополнительно содержит:
- модуль (150) обработки данных для выполнения способа по любому из пп.1-18.

20. Медицинское устройство (160) получения изображений, использующее устройство по п.19.

21. Компьютерный программный продукт, который при эксплуатации на компьютере применяет способ по одному из пп.1-18 и который содержит команды для:
- обращения к набору данных, который получается после оптического формирования изображений и который удовлетворяет входному предположению, лежащему в основе алгоритма восстановления изображений;
- применения алгоритма восстановления изображений к выбранному набору данных.

22. Компьютерный программный продукт по п.21, чтобы заставить процессор получить выбранный набор данных из измеренного набора данных, который получен путем обнаружения (15) излучения, исходящего из приемной емкости (95) в результате введения (10) излучения от источника (110) излучения в приемную емкость (95), причем приемная емкость (95) содержит мутную среду (100).