被檢體信息獲取設備和被檢體信息獲取方法
【專利說明】被檢體信息獲取設備和被檢體信息獲取方法
[0001]本申請是申請號為201280017534.4，申請日為2012年4月9日，題為“被檢體信息獲取設備和被檢體信息獲取方法”的中國發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及被檢體信息獲取設備和被檢體信息獲取方法。
【背景技術】
[0003]在醫療領域中，已經在形成來自活有機體的內部的信息的圖像的光學成像技術的研究方面取得積極的進展，來自活有機體的內部的信息是當光從諸如激光器的光源照射到活有機體上時基于入射光而獲得的。這種類型的一個光學成像技術是光聲層析成像(PAT)。在光聲層析成像中，從光源產生的脈沖光照射到活有機體上，從吸收了在有機體內部傳播或擴散的脈沖光的能量的活組織產生聲波，并且檢測該聲波(通常，超聲波)。換句話說，使用光能量在諸如腫瘤和其它組織的檢查部位中的吸收率的不同，用聲學探測器(也被稱為探測器或換能器)接收當檢查部位在吸收照射的光能量時瞬間膨脹時產生的彈性波。通過分析該檢測信號，可以獲得直接與初始壓力分布或光吸收能量密度分布(吸收系數分布和光量分布之積)成比例的圖像(NPLl)。
[0004]此外，通過使用各種波長的光來執行測量，該圖像信息可以用于對有機體的特定性質(例如，總血紅蛋白濃度或血氧飽和度等)的定量測量。近年來，這種光聲層析成像已經被用來使得在用于創建小動物中的血管的圖像的臨床前研究和將該原理應用于乳癌、前列腺癌、頸動脈斑塊(carotid artery plaque)等的診斷的臨床研究方面取得積極的進展。
[0005]引文列表
[0006]非專利文獻
[0007]NPL 1:"Photoacoustic imaging in b1medicine^, M.Xuj L.V.Wang, REVIEW OFSCIENTIFIC INSTRUMENT, 77，041101，2006
【發明內容】
[0008]技術問題
[0009]在光聲層析成像中，如果所檢查的被檢體與聲學探測器的檢測表面的一部分沒有聲學接觸，那么在該區域中的聲學探測器的檢測元件獲得的接收數據可能包括除在有機體內部產生的聲波以外的信號。在接收到這種信號的情況下，如果通過使用獲得的所有檢測信號來重構圖像，那么除了被檢體內部的初始聲壓分布或吸收光能量密度分布以外，產生虛假圖像(偽像)，因此存在圖像明顯地劣化的問題。
[0010]鑒于這種問題而做出本發明。本發明的一個目的在于提供用于即使在被檢體與聲學探測器的檢測元件沒有聲學接觸的情況下也降低圖像劣化的技術。
[0011]問題的解決方案
[0012]本發明提供一種被檢體信息獲取設備，包括:
[0013]多個檢測元件，所述多個檢測元件檢測從用光照射的被檢體產生的聲波并且將所述聲波轉換為檢測信號；
[0014]信號確定單元，所述信號確定單元從所述檢測信號中確定由所述多個檢測元件中的與所述被檢體沒有聲學接觸的檢測元件檢測到的檢測信號；
[0015]信號獲取單元，所述信號獲取單元通過從由與所述被檢體沒有聲學接觸的檢測元件檢測到的檢測信號中至少刪除不是基于從所述被檢體的內部產生的聲波的區域來產生校正的檢測信號；以及
[0016]圖像處理器，所述圖像處理器根據由與所述被檢體聲學接觸的檢測元件檢測到的檢測信號和校正的檢測信號形成所述被檢體的圖像數據。
[0017]本發明還提供一種被檢體信息獲取方法，包括:
[0018]多個檢測元件檢測從用光照射的被檢體產生的聲波并且將所述聲波轉換為檢測信號的步驟；
[0019]信號確定單元從所述檢測信號中確定由所述多個檢測元件中的與所述被檢體沒有聲學接觸的檢測元件檢測到的檢測信號的步驟；
[0020]信號獲取單元通過從由與所述被檢體沒有聲學接觸的檢測元件檢測到的檢測信號中至少刪除不是基于從所述被檢體的內部產生的聲波的區域來產生校正的檢測信號的步驟；以及
[0021]圖像處理器根據由與所述被檢體聲學接觸的檢測元件檢測到的檢測信號和校正的檢測信號形成所述被檢體的圖像數據的步驟。
[0022]本發明的有益效果
[0023]根據本發明，可以提供用于即使在被檢體與聲學探測器的檢測元件沒有聲學接觸的情況下也降低圖像劣化的技術。
[0024]根據下面參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的其它特征將變得明顯。
【附圖說明】
[0025][圖1]圖1是示出根據本發明的光聲圖像形成設備的組成的示意圖的圖。
[0026][圖2]圖2是圖示根據本發明的檢測信號的處理的例子的流程圖。
[0027][圖3]圖3A和3B是示出來自檢測元件的檢測信號的例子的示意圖。
[0028][圖4]圖4A至4C是示出測量被檢體和通過測量獲得的圖像的圖。
[0029][圖5]圖5是示出根據本發明的光聲圖像形成設備的組成的示意圖的圖。
【具體實施方式】
[0030]下面，參照附圖更詳細地描述本發明。相同的組成元件原則上用相同的附圖標記標出，并且這里省略其描述。
[0031](光聲圖像形成設備)
[0032]這里參照圖1描述與本實施例有關的光聲圖像形成設備的組成。與本實施例有關的光聲圖像形成設備是創建來自被檢體的內部的光學特征值信息的圖像的設備。光學特征值信息通常是指初始聲壓分布、吸收光能量密度分布或者由這些得到的吸收系數分布。如下文中所描述的，光學特征值信息也被稱為被檢體信息，因此根據本發明的光聲圖像形成設備也可以被理解為被檢體信息獲取設備。
[0033]根據本實施例的光聲圖像形成設備包括作為基本硬件的光源11、形成聲學檢測器的聲學探測器17和信號處理單元19。從光源11發射的脈沖光12是通過由諸如透鏡、反射鏡、光纖、擴散板等光學系統(未圖示)將光處理為期望的形狀而獲得的，并且照射到諸如活有機體的被檢體13上。當在被檢體13內部傳播的光能量的一部分被諸如血管的光吸收體14 (因此，其形成聲源)吸收時，由于光吸收體14的熱膨脹而產生聲波(并且通常是超聲波)15。這也被稱為“光聲波”。聲波15被聲波探測器17的檢測元件22檢測到，被信號獲取系統18放大并轉換為數字，然后被信號處理器19轉換為被檢體的圖像數據。而且，在顯示設備20上將圖像數據顯示為圖像。
[0034](光源11)
[0035]如果被檢體是活有機體，那么從光源11照射具有被構成活有機體的成分中的特定成分吸收的特定波長的光。光源可以以集成的方式與本實施例的圖像形成設備一起設置，或者，可以與圖像形成設備分開設置。對于光源，期望使用能夠產生幾納秒至幾百納秒的量級的脈沖光的脈沖光源。更具體地，為了有效地產生光聲波，使用約10納秒的脈沖寬度。
[0036]對于光源，因為可以獲得大的輸出，所以期望采用激光器，但是，也可以使用發光二極管等來代替激光器。作為激光器，可以使用諸如固態激光器、氣體激光器、染料激光器、半導體激光器等各種類型的激光器。照射定時、光強度等由未圖示的光源控制單元控制。光源控制單元通常與光源集成在一起。在本發明中，使用的光源的波長期望是這樣的波長，其中光以該波長被傳播到被檢體的內部。更具體地，如果被檢體是活有機體，那么光的波長不小于500nm并且不大于1200nm。
[0037](被檢體13和光吸收體14)
[0038]這些元件不構成本發明的光聲圖像形成設備的一部分，但是在下面被描述。根據本發明的光聲圖像形成設備的主要目的是用于血管的對比度成像、人和動物中的惡性腫瘤或脈管疾病的診斷、化療的追蹤觀察等。因此，設想到，被檢體13是活有機體，更具體地是人或動物中的診斷部位，例如胸部、手指、腳等。在諸如老鼠的小動物的情況下，整個動物是被檢體而不是特定部位。
[0039]被檢體內部的光吸收體14指示被檢體內部具有相對高的吸收系數的被檢體。雖然取決