本発明の一実施形態において、組織の形態学的パラメータ、及び生理学的特性を決定するための光学的方法が提供される。この方法は、複数の波長に対する組織領域からの反射率測定を利用し、生物−光学モデルを利用し、放射輸送モデリングを利用し、そして、非線形インバージョン手順を利用することを含む。本方法は更に、組織の形態学的パラメータと生理学的特性との値を系統的に変化させ、固有の光学特性を同時に変化させることを含む。この固有の光学特性は、組織の形態学的パラメータと生理学的特性とに関連づけられており、測定された反射率と、組織の形態学的パラメータと生理学的特性並びに対応する光学特性とに基づいて放射伝達モデルにより計算される反射率と、が所定の精度水準で一致するように、非線形インバージョン手順が組織の形態学的パラメータと生理学的特性の値を戻す。
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本発明の実施形態は、良性組織病変と悪性組織病変とを識別する方法を含む。本方法は、反射率測定から生成した生理学・形態学的パラメータの複数のマップと、反射率測定から生成した純形態学的なパラメータとを利用するステップを含む。本方法は、複数のマップのエントロピー及びクロスエントロピーを計算し、純形態学的な複数のパラメータを計算するステップも含む。更に、本方法は、各エントロピーと各エントロピーの対数に重み付けをし、各クロスエントロピーと各クロスエントロピーの対数に重み付けをし、そして、各純形態学的なパラメータと各純形態学的なパラメータの対数に重み付けをする、ステップを含む。本方法は更に、診断指標を計算し、原価関数を定義し、診断指標に対する適切な閾値を定義し、最適化問題を解いて割り当てられた重みから一連の重みを決定し、１００％敏感度に対する特異度を最大化する、ステップを含む。更には、計算と原価関数と診断指標とを用いて、組織病変が良性か悪性かを判定するステップを含む。
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