CN101528119A - 混浊介质成像 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种例如与光学***造影有关的对混浊介质的成像。公开了一种用于对混浊介质(20)进行成像的设备，该设备包括：托架(20)，布置用于容纳混浊介质和匹配流体(21)；一个或者多个辐射源(24)；以及一个或者多个光电检测器(25)。匹配流体是蒸汽，其中该匹配流体的一个或者多个光学属性与混浊介质的对应一个或者多个光学属性基本上匹配。在一个实施例中，匹配流体(21)是包括至少两种成份的合成蒸汽。

Description

混浊介质成像

技术领域

本发明涉及一种用于对混浊介质进行成像的设备，并且具体地涉及借助光学辐射对混浊介质进行成像。另外，本发明涉及一种对混浊介质进行成像的方法。

背景技术

存在多种用于对人类或者动物组织的内部结构进行成像的设备，一类这样的设备涉及用于女性或者雌性动物胸部组织的活体内检查的光学***造影。在这种情况下，混浊介质是待检查的女性或者雌性动物的胸部。

在已知类型的光学***造影设备中，胸部或者胸部部分放置于托架中，该托架包括分布在托架壁上的多个光源和光电检测器。托架还包含胸部浸没于其中的匹配液体。该匹配液体提供待成像的胸部部分分别与光源和光电检测器之间的光学耦合。另外，匹配液体的光学参数如缩减散射系数μ_s′和吸收系数μ_a被选择为约等于待成像的胸部部分的相应光学参数。该匹配液体防止光源与光电检测器之间的光学短路，该匹配液体也抵消重建图像中的边界效应；这样的效应是由胸部组织的内部与托架中的其余空间之间的光学对比度差异造成的。为了测量强度，光源之一交替地照射待成像的胸部部分，并且光电检测器测量传送通过待成像的胸部部分的一部分光。重复这些测量直至待成像的部分已经被托架中存在的所有光源照射并且随后可以根据测得的强度测量值来重建待成像的胸部部分内部的图像。

美国专利5,907,406公开了一种用于对混浊介质进行成像的设备。该设备包括托架、光源、光电检测器和处理单元。托架适合于除了接纳混浊介质之外还接纳光学参数与混浊介质的光学参数基本上相同的液体适配介质。这种方法的弊端在于患者将一直需要躺下，因为只有让胸部下垂到液体中才可以完成测量，否则液体将泄漏。吸收/散射液体的一个普遍问题在于，该液体内的散射/吸收粒子将受重力下拉、因此需要加以稳定以防止粒子沉积在底部上。

本发明的发明人已经认识到一种例如与光学***造影有关的对混浊介质进行成像的改进方式可能是有益的，并且因而设计了本发明。

发明内容

本发明通过提供一种对混浊介质进行成像的改进方式来解决上述需要，并且优选地，本发明单独地或者以任何组合来减轻、缓解或者消除一个或者多个上述或者其它缺点。为此，发明人已经洞察到迄今为止已经使用液体介质作为适配介质以用于使该适配介质和混浊介质的光学属性相匹配。

根据本发明的第一方面，提供一种用于对混浊介质进行成像的设备，该设备包括：

-托架，布置成用于容纳混浊介质和匹配流体；

-一个或者多个辐射源，用于照射混浊介质和匹配流体；

-一个或者多个光电检测器，用于测量辐射的强度；

其中匹配流体是蒸汽，其中该匹配流体的一个或者多个光学属性与混浊介质的对应一个或者多个光学属性基本上匹配。

在一个实施例中，该设备是用于进行***X光照相的设备。

在本申请的上下文中，蒸汽要被广义地理解并且至少包括气态固体粒子、液体粒子、悬浮微粒子和一般悬浮于大气或者如空气之类的环境中的粒状物质。

本发明特别地但是并非唯一地利于提供一种解决与混浊介质的成像有关的短路问题的设备，该设备维持了使用液体匹配流体的即使不是所有也仍然是大多数的优点，并且还允许患者在测量过程中就座或者站立。

在有利实施例中，匹配流体是包括至少两种成份的合成蒸汽。通过使用合成蒸汽，诸如蒸汽之类的本质上稀释的介质可以具有充分的光学密度。

为此，可以用多种方式控制蒸汽的光学属性，在从属权利要求中提供有利实施例。有利的是可以用多种方式调整和控制蒸汽的光学属性，由此使通用的匹配流体成为可能。

在一个有利实施例中，该设备还可以包括喷雾器，并且其中蒸汽以雾气形式由喷雾器生成。

在一个有利实施例中，该设备还可以包括用于生成使粒子在蒸汽中的位置随机化的声波的设备。有利地使粒子的位置随机化以便在测量的时间尺度上稳定匹配流体的光学属性。

在第二方面中，本发明涉及一种对混浊介质进行成像的方法，该方法包括：

-在托架中布置混浊介质和匹配流体；

-用一个或者多个辐射源照射混浊介质和匹配流体；

-通过一个或者多个光电检测器测量辐射的强度；

其中将匹配流体选择为蒸汽，其中该匹配流体的一个或者多个光学属性与混浊介质的对应一个或者多个光学属性基本上匹配。

一般而言，本发明的各种方面可以在本发明的范围内以任何可能方式加以组合和关联。本发明的这些以及其它方面、特征和/或优点将根据下文描述的实施例变得清楚并且参照这些实施例来阐明。

附图说明

将参照以下附图仅通过例子来描述本发明的实施例：

图1图示了光学***造影中存在的短路问题；

图2图示了***造影设备的托架的实施例；

图3示出了作为尺寸参数x的函数的TiO₂粒子在液体水中的散射效率Q的曲线图；

图4示出了作为尺寸参数x的函数的水滴在空气中的散射效率Q的曲线图；

图5是填充有高浓度散射粒子的液滴的示意图；

图6图示了根据本发明对混浊介质进行成像的方法。

具体实施例

针对光学***造影的挑战之一在于防止光找到从光源到检测器的路径而不穿越被检查的组织，即解决短路问题。

图1图示了光学***造影中存在的短路问题。被检查的组织即混浊介质1(它是女性胸部或者部分胸部)放置于也常称为杯的托架2中。托架还包含光学器件，这些光学器件是光源3和检测器4(或者多个光源和检测器)。实线5示出了在被检查的组织周围行进的从光源3到检测器4的路径。该路径的问题在于如虚线6所示已经穿越该组织而到达检测器的小部分光被通过在被检查组织周围行进而已经到达检测器的较大数量的光掩盖。

为了避免或者至少减少短路问题，将胸部浸没于托架中提供的流体7中。另外，通过提供流体也寻求实现提供用于校准的均匀参考介质、消除或者减少容器和胸部所导致的边界效应的目的，并且提供光极(optode)与胸部之间的稳定光学接触。为了实现这些目的，胸部和流体的光学属性(散射率、吸收率和折射率)基本上相匹配。例如，衰减常数κ可以在30％以内，例如在20％以内、例如在10％以内或者甚至更佳。散射系数、吸收系数和折射率的匹配可以偏离更大因数，并且匹配可以在50％内，例如在30％内、例如在10％内或者甚至更佳。

图2图示了根据本发明的***造影设备22的托架的一个实施例。胸部20定位于填充有蒸汽21以填满胸部20与杯壁23之间区域的托架26中。提供匹配流体即蒸汽的一个或者多个光学属性，使得该匹配流体的一个或者多个光学属性基本上匹配于混浊介质即胸部组织的对应一个或者多个光学属性。由于使用光学属性基本上匹配的匹配流体作为混浊介质，防止或者至少抑制来自光源的光学短路，并且使沿着光源与光电检测器之间的光路的光学属性在所有位置都相似。托架具有用于照射混浊介质和匹配流体的一组辐射源24。辐射源通常是以附接到托架的光纤形式，从而光可以耦合到托架中。然后光可以从光源光纤开始行进、经过胸部20、然后耦合到用于测量辐射强度的一连串光电检测器25。这些检测器借助附接到托架的光纤耦合到托架。在替代实施例中，诸如光电二极管、CCD芯片等之类的检测器可以直接地附接于托架上或者托架中。

托架22是光学***造影设备的一部分，例如根据通过引用在此并入的美国专利6,480,281可知这样的设备。为了重建待检查的胸部内部的图像，可以应用一种迭代方法。例如根据通过引用在此并入的专利申请WO 99/03394可知这样的方法。***造影设备典型地也包括或者连接到用于根据测量的强度来获得混浊介质图像的处理单元。另外，该设备可以具有或者连接到用于显示所获得的图像的显示器。

可以用多种方式描述包括不透明流体和混浊介质的不透明或者稠密介质的光学属性。这样的介质由至少四个参数表征(例如参见H.C.van de Hulst，“Light scattering by small particles”，Dover，NewYork，1981)：

1.消光长度l_ext，该参数表征了直接透射(未散射)的光由于吸收和散射而导致的强度损耗：I＝I₀exp(-d/l_ext)，其中I₀是入射强度。对于基本上白色(不吸收)介质，可以用散射平均自由路径l_sca取代l_ext。

2.输运平均自由路径l_tra，该参数是散射介质块中的有效扩散长度。它是这样一种特征长度，在该长度上，光失去与光的原传播方向的关联。

3.吸收长度l_abs，该参数表示介质的“白度”。

4.介质的尺寸或者厚度d

散射平均自由路径l_sca与输送平均自由路径l_tra之间的差异是各向异性散射的结果。以下关系成立：

$l_{\mathrm{tra}}=l_{\mathrm{sca}}/(1\underset{\&CenterDot;}{-}<\cos \mathrm{\&theta;}>)$

其中θ是散射角。如果粒子在所有方向上散射出相等的光量，则散射角的平均余弦为零，因此l_tra＝l_sca。

散射各向异性是g＝<cos(θ)>。

上文假设介质在空间和时间上均有(统计学的)均匀性。在空间上，介质可以实际上具有用于散射的散射长度尺度l_sca，并且例如具有与整个长度尺度范围相关联的分形微结构。具体而言，包括两个散射长度尺度的介质是可能的，例如由粒子的散射悬浮组成的散射微滴团。提到的所有参数以某一方式或者其它方式关联到该介质的光学密度。

多个参数和关系可用于体积为V的统计均匀介质，其中r是粒子半径，n是粒子折射率，n_med是介质的折射率，λ是真空波长，N是粒子数，n₀＝N/V是粒子数密度；这样的参数和关系的非穷举列表包括：

容积率：f＝4πr³n₀/3，0＜f＜1，典型地f＜0.7

尺寸参数：x＝2πrn_med/λ

几何横截面：σ_geo＝πr²

散射横截面：σ_sca

吸收横截面：σ_abs

总横截面或者消光横截面：σ_ext＝σ_sca+σ_abs

消光长度：l_ext＝(n₀σ_ext)^-1

粒子“白度”或者反照率：a＝σ_sca/σ_ext

散射质量因子：Q_sca＝σ_sca/σ_geo

散射平均自由路径：l_sca＝(n₀σ_sca)^-1

散射系数：μ_s＝1/l_sca

非弹性长度：l_in＝al_sca/(1-a)＝l_ext/(1-l_ext/l_sca)＝(l_ext ^-1-l_sca ^-1)^-1

辐射压力横截面：σ_pr

动量传输质量因子：Q_pr＝σ_pr/σ_geo

输运平均自由路径：l_tra＝(n₀σ_pr)^-1

缩减散射系数：μ_s′＝1/l_tra

衰减长度： $l_{\mathrm{att}}=l_{\mathrm{tra}}/\&radic;(3(1-a)l_{\mathrm{tra}}/\left({\mathrm{al}}_{\mathrm{sca}}\right))=\underset{\&CenterDot;}{\&radic;}(l_{\mathrm{tra}}{l}_{\mathrm{in}}/3)$

吸收系数：μ_a＝μ_s(1-a)/a

衰减系数： $\mathrm{\&kappa;}=\&radic;\left(3{\mathrm{\&mu;}}_a{{\mathrm{\&mu;}}_s}^{\&prime;}\right)=\&radic;(3(1-a)/\left(a{l}_{\mathrm{sca}}{l}_{\mathrm{tra}}\right))=\&radic;\left(3{{\mathrm{\&mu;}}_s}^{\&prime;}({l_{\mathrm{ext}}}^{-1}-{l_{\mathrm{sca}}}^{-1})\right)$

一般而言，匹配流体的一个或者多个光学属性可以基本上匹配于混浊介质的对应光学属性。辐射源可以用选定波长照射混浊介质，并且对于这一选定波长，匹配流体的该一个或者多个选定光学属性可以基本上是基本上匹配于混浊介质的对应光学属性。该一个或者多个匹配光学属性可以是一个或者多个衰减系数、散射系数、吸收系数、折射率或其它上文提到的属性，或者是其它光学属性。

匹配流体可以在不同实施例中由不同类型的蒸汽提供。

在一实施例中，蒸汽具有薄雾或者雾气的形式(下文仅称为薄雾)。薄雾包括造成散射和吸收的小液体微滴。如果薄雾足够稠密，则有可能阻止穿过薄雾的光学短路。薄雾可以例如由沸腾液体生成。

在一实施例中，蒸汽具有微粒子团的形式。一类微粒子团是由小的碳微粒子组成的烟。

可以根据将空气中的粒子浓度与长度尺度可见度相关联的空气质量表来估计对烟密度的要求，由此可以估计烟密度应当例如是0.24g/l、例如0.15g/l或者更高。

在一替换计算中，可以计算所需光学密度(OD)并且将这一密度与实验获得的OD相比较。OD如下给定：

OD＝-¹⁰log(每米透射率)

对于女性或者雌性动物胸部， ${{\mathrm{\&mu;}}_s}^{\&prime;}\&cong;1{\mathrm{mm}}^{-1}$ (缩减散射系数)并且 $\mathrm{\&kappa;}=\&radic;\left(3{{\mathrm{\&mu;}}_s}^{\&prime;}{\mathrm{\&mu;}}_a\right)\&cong;{100m}^{-1}$ (κ是衰减系数，而μ_a是吸收系数)，女性或者雌性动物胸部的透射率在给定OD为430时约为每毫米1/e。可以例如从燃烧某些热塑塑料生成的烟获得这样的OD，该热塑塑料例如是可从LATI Industria Termoplastici(www.lati.com)获得的LATENE 3H2W-V0。

在一实施例中，蒸汽具有使用声波扫过托架的小粒子粉末的形式。

在一实施例中，蒸汽具有可以借助‘喷雾器’来生成的微粒子团的形式，喷雾器的一个优点在于，所产生的蒸汽感觉干冷、因此可以在皮肤上感觉更舒适。可以应用喷雾器来生成液体微滴团，即薄雾。从喷雾器喷出的微粒子团也称为云雾。

对于各种实施例，可以通过调整微滴或者微粒子的尺寸(微滴尺寸、粒子尺寸)、数量和组成来调节散射和吸收量即光学属性。蒸汽的有效(统计)光学属性在测量过程中不变可能是重要的。在一实施例中，这可以通过向蒸汽中的粒状物质(微滴、粒子)给予充分快速而随机的移动以致粒状物质的位置被平均化来获得。这可以通过在待完成的一个测量的期限内使粒子的位置随机化来实现。这可以是在1ms到50ms的范围中，例如25ms。

在一实施例中，通过施加高频声震动来平均化蒸汽中的粒状物质的位置。通过调节声波的频率和幅度来获得粒子的充分运动。周期为25ms的声音对应于频率40Hz。为了保证充分的随机化，可以使用频率更高的声音，例如400Hz或者更高。在一个实施例中，可以使用超声。有利的是使用超声，这是因为患者将听不见这种声音。然而重要的是保证在托架中没有形成驻波模式，这可以通过对声音频率进行线性调频来实现，其中该频率持续地快速改变。在图2中，例如以压电变换器的形式示意地图示了在托架22的内部提供的超声变换器28。

如上文提到的那样，喷雾器可以在一实施例中用于在托架内生成匹配液体即蒸汽。喷雾器也称为雾化器。喷雾器典型地用来将药物递送到肺部中。可以应用不同类型的喷雾器，例如压缩空气喷雾器、喷气式喷雾器和超声喷雾器。在超声喷雾器中，MHz范围的震动用来将该液体雾化成从喷雾器的喷嘴喷射的微米尺寸的粒子(悬浮微粒)。在图2中，示意地图示了喷雾器27，该喷雾器配备有经过托架中的开口***到托架中的喷嘴。在替换实施例中，喷雾器可以包括在托架中。

可以用纯水驱动喷雾器以生成液体微滴团，然而可能难以生成稠密到足以获得足够高的消光的蒸汽。

稠密蒸汽可以由包括至少两种成份的合成蒸汽提供。该蒸汽可以包括溶解于第二成份的微滴中的第一成份，也称为第一散射成份。为此，可以应用TiO₂的液体溶液以便生成具有诸如TiO₂纳米粒子或者微粒子之类的TiO₂粒子溶解于其中的水微滴团。使用溶解于第二成份中的第一散射成份的一个优点在于，可以如上文提到的那样、通过改变散射成份如TiO₂粒子在微滴内的浓度将所生成的微粒子团的平均散射和吸收属性调节成所需值。具体而言，可以调节用于光散射的所谓各向异性因子或者g因子，并且它对于微滴而言可以调节成比1小得多。

图3示出了作为尺寸参数32的函数(x＝2πrn_med/λ)的TiO₂粒子在液体水中的散射效率Q 31的曲线图30。动量传输质量因子Q_pr作为33示出，以及散射质量因子Q_sca作为34示出。

与女性或者雌性动物胸部类似的液体散射介质可以由悬浮于水中(n_med＝1.327)的直径约为d＝2r＝250nm的TiO₂粒子(锐钛矿，n＝2.5)提供。实验发现浓度ρ＝1.2g/l在波长λ＝780nm时给出实际可行的结果。典型地，TiO₂粒子在蒸汽微滴中的浓度将比在使用纯液体而不是气体的情况下更高。因此，TiO₂浓度将高于1.2g/l(在根据蒸汽中的液体容积率倒数的第一次近似中)。

使用TiO₂特定的密度ρ_s＝4.2kg/l，发现TiO₂在水中的容积率在给定尺寸参数x＝2.67时为f＝ρ/ρ_s＝4πr³n₀/3＝2.86×10^-4。根据图3，读取针对Q_pr＝2的值(如在曲线图上由附图标记35所示)，并且获得缩减散射系数为：μ_s′＝l_tra ^-1＝n₀σ_geoQ_pr＝3ρQ_pr/(4rρ_s)＝1.72×10³m^-1。衰减系数计算为 $\mathrm{\&kappa;}=\&radic;\left(3{\mathrm{\&mu;}}_a{{\mathrm{\&mu;}}_s}^{\&prime;}\right)=108.7m^{-1}$ ，并且主要由与纯水中的吸收长度或非弹性长度对应的水吸收率k＝1.44×10^-7确定，其中非弹性长度为l_in＝λ/(4πk)＝μ_a ^-1＝0.437m。

粒子和介质折射率事实上均为复数n-ik，但是在漫散射的情况下，二者的虚部比实部小。

在Q_pr＝2.0时，用于TiO₂/水混合物的适当TiO₂粒子尺寸具有尺寸参数1.5＜x＜3.5(如在图3中的附图标记36所示)。这在缩减散射系数取为μ_s′＝1.5mm^-1时意味着粒子直径0.28＜d＜0.65微米和容积率0.00014＜f＜0.00033。

图4示出了作为尺寸参数42的函数(x＝2πrn_med/λ)的水滴在空气中的散射系数Q41的曲线图40。动量传输质量因子Q_pr如43所示而散射质量因子Q_sca如44所示。

在Q_pr＝0.6时用于水/空气混合物(薄雾)的最佳微滴尺寸为5＜x＜15(如在图4中附图标记45所示)。这在使用μ_s′＝3fQ_pr/(4r)并且要求缩减散射系数为μ_s′＝1.5mm^-1时意味着微滴直径1.24＜d＜3.72微米和容积率0.0021＜f＜0.0062。

当针对同一容积比按照尺寸比较微滴和(TiO₂)粒子时，微滴典型地具有相对长的散射(输运)长度μ_s′。然而，当如图5中所示用高浓度的TiO₂粒子填充微滴时，在微滴内有大量散射并且光主要从微滴反向散射。单就微滴而言，散射在前向方向上各向异性。对于悬浮于水中的TiO₂粒子，散射几乎各向同性。当TiO₂粒子在微滴内时，散射在反向方向上变成各向异性，并且这对于使用具有TiO₂粒子的微滴是有利的。

图5是包括两种成份的合成蒸汽53的示意图。第一散射成份51溶解于第二成份的微滴50中。

微滴的尺寸可以比辐射或者光52的波长大。蒸汽可以在一个实施例中是用高浓度TiO₂粒子51填充的水微滴团50。这样的微滴造成二级散射机制：光被该微滴强散射，因为该微滴本身包含强散射体。在TiO₂粒子浓度足够高时，来自该微滴的散射将主要是反向的。

对于内部具有散射TiO₂粒子的水滴，如图5中所示，可以使TiO₂的容积率明显地高于溶解于液体水中的TiO₂粒子的对应容积率。在该微滴尺寸会是1微米的情况下，可以使微滴内的输运平均自由路径l_tra为1微米的一部分，例如四分之一微米，从而该微滴变得基本上不透明并且微滴的动量传输质量因子Q_pr升至2这一量级的值，而且微滴中的平均光学路径将是4l_tra这一量级。假设缩减散射系数保持不变，当使用让TiO2粒子溶解于水中的喷雾器以生成合成蒸汽时，可以使用这一方式将云雾中的微滴的容积率减少到原来的三分之一。

一般而言，选择输运平均自由路径l_tra在3毫米以下或者例如在1毫米以下的合成蒸汽成份可能是有利的。另外，生成具有如下尺寸的微滴即第二成份以使得微滴平均大于第一成份的散射成份的输运平均自由路径也可能是有利的。因此，可以生成尺寸比悬浮TiO₂粒子的输运平均自由路径更大的水滴。

由于散射成份(溶解粒子)和第二成份的微滴均可以具有光吸收特征，并且由于可以在一定值范围内调节二者，所以可以有利地保证折射率对比度、即第一散射成份与第二散射成份的折射率之间的比率(n/n_med)尽可能地大，例如大于1.5。材料作为整体的散射属性由该折射率对比度所确定。

一般而言，可以调节蒸汽的光学属性，使得散射和吸收属性高于水(滴)的散射和吸收属性。

可以通过在微滴中溶解吸收染料来调整微滴的衰减系数。为了获得值κ＝100m^-1，仅使用水和染料，可以使用下式来计算反照率： $\mathrm{\&kappa;}=\&radic;\left(3{\mathrm{\&mu;}}_a{{\mathrm{\&mu;}}_s}^{\&prime;}\right)=\&radic;(3(1-a)/\left(a{l}_{\mathrm{sca}}{l}_{\mathrm{tra}}\right))=\&radic;\left(3{{\mathrm{\&mu;}}_s}^{\&prime;}({l_{\mathrm{ext}}}^{-1}-{l_{\mathrm{sca}}}^{-1})\right)$ 。从图4可见Q_sca在范围5＜x＜15的情况下在1.7与4之间变化。

考虑如下两种情况：在Q_sca＝3.9并且f＝0.0025时x＝6或者d＝1.49微米，以及在Q_sca＝1.8 and f＝0.0050时x＝12或者d＝2.98微米，二者均具有Q_pr＝0.6，其中使用μ_s′＝3fQ_pr/(4r)并且缩减散射系数μ_s′＝1.5mm^-1。在这一情形中， $\mathrm{\&kappa;}={{\mathrm{\&mu;}}_s}^{\&prime;}\&radic;(3(a^{-1}-1)Q_{\mathrm{sca}}/Q_{\mathrm{pr}})$ ，因此发现对于κ＝100m^-1并且x＝6而言反照率a＝0.999772而对于x＝12而言a＝0.995064。水和染料这二者的微滴中的内部吸收组合应当实现这里计算的反照率。可以通过为来自吸收球的散射迭代地求解精确解来找到用于复数折射率的恰当值(Mie理论)。在给定n＝1.327时，对于x＝6而言结果是k＝1.6×10^-4并且Q_ext＝3.882、Q_sca＝3.881、Q_pr＝0.582，而对于x＝12而言k＝3.5×10^-5并且Q_ext＝1.660、Q_sca＝1.651、Q_pr＝0.5682。水在780nm时的吸收率为k＝1.44×10^-7，并且因此必须添加一些吸收染料。为了获得吸收率k＝1.6×10^-4，必须考虑吸收长度(l/e)为l_abs＝λ/(4πk)＝0.388mm的染料水溶液。

图4仅能在弱吸收的情况下用来评估Q_sca，但是强吸收粒子的散射属性的粗略计算也是可能的。

图6图示了根据本发明对混浊介质进行成像的方法，该方法可以至少包括以下步骤：在托架60中布置混浊介质和匹配流体；用一个或者多个辐射源照射混浊介质61和匹配流体；并且通过一个或者多个光电检测器测量辐射62的强度。

虽然已经结合具体实施例描述了本发明，但是本意并非限于这里公开的具体形式。实际上，本发明的范围仅由所附权利要求限定。在权利要求中，字眼“包括”并不排除其它单元或者步骤的存在。此外，虽然可以在不同权利要求中包括独立特征，但是这些特征有可能有利地加以组合，而包含于不同权利要求中并不意味着特征组合并不可行和/或有利。此外，单数引用并不排除多数。因此，引用“一/一个”、“第一”、“第二”等并不排除多个。另外，权利要求中的附图标记不应理解为限制范围。

Claims (16)

1.一种用于对混浊介质(1，20)进行成像的设备，所述设备包括：

-托架(20)，布置用于容纳所述混浊介质和匹配流体(7，21，53)；

-一个或者多个辐射源(3，24)，用于照射所述混浊介质和所述匹配流体；

-一个或者多个光电检测器(4，25)，用于测量所述辐射的强度；

其中所述匹配流体是蒸汽，而且所述匹配流体的一个或者多个光学属性与所述混浊介质的对应一个或者多个光学属性基本上匹配。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述匹配流体(7，21，53)是包括至少两种成份(50，51)的合成蒸汽。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述蒸汽包括溶解于第二成份(50)的微滴中的第一散射成份(51)。

4.根据权利要求2所述的设备，其中所述匹配流体包括输运平均自由路径1_tra低于3毫米的成份。

5.根据权利要求3所述的设备，其中所述第二成份的微滴的尺寸大于所述第一成份中的散射成份的输运平均自由路径。

6.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一散射成份与所述第二成份的折射率之比大于1.5。

7.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一散射成份是二氧化钛而所述第二成份是水。

8.根据权利要求3所述的设备，其中染料添加到所述第二成份中。

9.根据权利要求1所述的设备，还包括喷雾器(27)，并且其中所述蒸汽由所述喷雾器生成。

10.根据权利要求1所述的设备，还包括用于生成使所述粒子在所述蒸汽中的位置随机化的声波的设备(28)。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述辐射源以选择的波长照射所述混浊介质，使得在所选择的波长处，所述匹配流体的一个或者多个所选光学属性基本上匹配于所述混浊介质的对应光学属性。

12.根据权利要求1所述的设备，还包括用于根据所述测量的强度来获得所述混浊介质的图像的处理单元。

13.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或者多个光学属性是一个或者多个衰减系数。

14.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或者多个光学属性使得所述散射和吸收属性高于水的散射和吸收属性。

15.根据权利要求1所述的设备，其中所述蒸汽是薄雾或者烟。

16.一种对混浊介质进行成像的方法，所述方法包括：

-在托架中布置(60)所述混浊介质和匹配流体；

-用一个或者多个辐射源照射(61)所述混浊介质和所述匹配流体；

-通过一个或者多个光电检测器测量(62)所述辐射的强度；

其中将所述匹配流体选择为蒸汽，而且所述匹配流体的一个或者多个光学属性与所述混浊介质的对应一个或者多个光学属性基本上匹配。

Images