被檢體信息獲取裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種被檢體信息獲取裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 光聲斷層掃描（PAT)是用于確定關于被檢體（諸如生物體）的內部的光學特性值 的方法。當光源產生的脈沖光被輻射到生物體時，其在漫射的同時傳播通過生物體。生物 體中的光吸收體吸收傳播的光以產生光聲波（通常為超聲波）。光聲波經由探測器（換能 器）被接收，并且對接收的信號進行分析以允許獲取歸因于生物體中的光吸收體的初始聲 壓分布。基于初始聲壓分布和生物體中的光分布，可以獲取諸如吸收系數分布之類的光學 特性值。
[0003] 當被檢體是乳房時，與使用平板保持器保持乳房相比，使用彎曲保持器保持乳房 施加于乳房的壓力低，從而減輕了被檢者上的負擔。日本專利申請公開No. 2012-179348公 開了使用杯形保持部分保持乳房并且光照射器和探測器一體地掃描杯以從乳房獲取光聲 信號的例子。
[0004] 專利文獻1 :日本專利申請公開No. 2012-179348。
【發明內容】
[0005] 然而，在日本專利申請公開No. 2012-179348中的裝置中，光照射器和保持器之間 的距離（即，光在到達被檢體之前行進的距離）根據光照射器的掃描位置而變化。通常，允 許實現聲學耦合的聲學匹配材料（在日本專利申請公開No. 2012-179348中為水）需要被 布置在光照射器和保持器之間。波長為750 nm的光在水下傳播的同時以大約2. 6% /cm的 速率衰變。因此，在日本專利申請公開No. 2012-179348中，當光照射器和保持器之間的距 離在用光照射器掃描的過程期間變化5cm時，輻射到被檢體的光的光量變化大約12%。就 這一點而言，身體內部的初始聲壓分布與輻射到被檢體的光的光量成比例。因此，當照射光 的光量根據掃描位置而變化時，初始聲壓分布和吸收系數分布的測量精度降低。
[0006] 考慮到這些問題，本發明的一個目的是減小在光照射器移動的光聲測量中輻射到 被檢體的光的光量的變化。
[0007] 本發明提供了一種被檢體信息獲取裝置，包括：
[0008]光源；
[0009] 照射器，其被配置為用來自光源的光照射被檢體；
[0010] 光學控制器，其被配置為控制由照射器輻射的光的光量；
[0011] 保持器，其被配置為保持被檢體；
[0012] 探測器，其被配置為接收由被光照射的被檢體產生的聲波并且輸出電信號；
[0013] 掃描控制器，其被配置為在與來自照射器的光的照射方向不同的方向上改變照射 器相對于保持器的相對位置；以及
[0014] 獲取器，其被配置為基于所述電信號來獲取關于被檢體內部的信息，
[0015] 其中，掃描控制器改變照射器相對于保持器的相對位置，以使得聲學地連接保持 器和探測器的聲學匹配部件的厚度在與來自照射器的光的照射方向不同的方向上、根據所 述相對位置而改變，并且
[0016] 光學控制器在與來自照射器的光的照射方向不同的方向上、根據照射器相對于保 持器的相對位置來控制從照射器輻射的光的光量。
[0017] 本發明還提供了一種用于被檢體信息獲取裝置的控制方法，該被檢體信息獲取裝 置具有光源、照射器、光學控制器、保持器、探測器、掃描控制器以及獲取器，光學控制器被 配置為控制照射器輻射的光的光量，保持器被配置為保持被檢體，該控制方法包括：
[0018] 照射器用來自光源的光照射被檢體的步驟；
[0019] 探測器接收由被光照射的被檢體產生的聲波并且輸出電信號的步驟；
[0020] 掃描控制器在與來自照射器的光的照射方向不同的方向上改變照射器相對于保 持器的相對位置的步驟；以及
[0021] 獲取器基于所述電信號來獲取關于被檢體內部的信息的步驟，
[0022] 其中，在改變相對位置的步驟中，掃描控制器改變照射器相對于保持器的相對位 置，以使得聲學地連接保持器和探測器的聲學匹配部件的厚度在與來自照射器的光的照射 方向不同的方向上、根據所述相對位置而改變，以及
[0023] 在照射的步驟中，光學控制器在與來自照射器的光的照射方向不同的方向上、根 據照射器相對于保持器的相對位置來控制從照射器輻射的光的光量。
[0024] 本發明使得能夠在光照射器移動的光聲測量中減小輻射到被檢體的光的光量的 變化。
[0025] 根據以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的更多的特征將變得清楚。
【附圖說明】
[0026] 圖IA是例示說明實施例1的配置的示意圖；
[0027] 圖IB是例示說明實施例1中的處理流程的示圖；
[0028] 圖2是例示說明實施例2中的配置的示圖；
[0029] 圖3是例示說明實施例3中的配置的示圖；
[0030] 圖4A是例示說明實施例4中的配置的示圖；
[0031] 圖4B是例不說明實施例4中的處理流程的不圖；
[0032] 圖5A是例示說明實施例5中的配置的示圖；
[0033] 圖5B是例不說明實施例5中的處理流程的不圖；以及
[0034] 圖6是例示說明實施例6的示圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面將參照附圖來描述本發明的優選實施例。然而，下述組件的尺寸、材料、形狀 和相對布置應按照需要根據應用本發明的條件或裝置的配置而改變，而不意圖使本發明的 范圍限于以下描述。
[0036] 本發明涉及一種用于檢測從被檢體傳播的聲波并且產生和獲取關于被檢體內部 的信息的技術。因此，本發明被認為是被檢體信息獲取裝置或者其控制方法或者被檢體信 息獲取方法和信號處理方法。本發明還被認為是允許具有硬件資源（諸如CPU)的信息處 理裝置執行上述方法的程序、或者存儲該程序的存儲介質。
[0037] 本發明中的被檢體信息獲取裝置包括如下的裝置，該裝置利用光聲斷層掃描技術 來用光（電磁波）照射被檢體并且接收（檢測）根據光聲效應在被檢體內部或被檢體表面 上的特定位置產生并且從該位置傳播的聲波。這樣的被檢體信息獲取裝置基于光聲測量來 獲得以圖像數據等形式的、關于被檢體內部的特性信息，因此可以被稱為光聲成像裝置。
[0038] 光聲裝置中的特性信息包括由光照射得到的聲波的源的分布、被檢體內部的初始 聲壓分布、從初始聲壓分布推導的光能吸收密度分布和吸收系數分布、以及組織中所包括 的物質的濃度分布。具體地說，特性信息包括氧化和還原血紅蛋白濃度分布、根據氧化和還 原血紅蛋白濃度分布確定的血液成分分布（諸如氧飽和度分布）或脂肪、膠原蛋白或水分 的分布。特性信息可以以被檢體中的每個位置處的分布信息的形式、而不是數值數據的形 式被獲得。即，被檢體信息可以是諸如吸收系數分布或氧飽和度分布之類的分布信息。
[0039] 如本文中所使用的聲波通常是指超聲波，并且包括被稱為音波或聲波的彈性波。 由光聲效應得到的聲波被稱為光聲波或光學超聲波。由探測器對聲波進行轉換而成的電信 號也被稱為聲信號。
[0040] [光聲裝置的配置]
[0041] 光聲裝置使用光聲斷層掃描技術來獲取關于被檢體內部的特性信息。根據需要參 照圖IA中的附圖標記而給出以下描述。盡管下面進行了詳細描述，但是該裝置具有作為硬 件組件的、光源1、光發送器3、光照射器4、保持器5、探測器（換能器）9、探測器支承件10、 聲學匹配部件11、掃描臺架12以及臺架控制器13。光源1發射光2。測量目標是被檢體 6,光吸收體7產生并且傳播光聲波8。光學控制器用附圖標記14表示。
[0042] 從光源1發射的光2被光發送器3發送到光照射器4。來自光照射器4的光2通 過保持器5被輻射到由保持器5保持的被檢體6。輻射的光2以漫射的方式傳播通過被檢 體6。當傳播的光2的能量的一部分被光吸收體7 (諸如血液（其最終充當聲源））吸收時， 光吸收體7熱膨脹以產生光聲波8。在被檢體6內部產生的光聲波8通過保持器5和聲學 匹配部件11而被探測器9接收。光發送器3和探測器9在掃描臺架上隨保持器5 -起移 動。光發送器3和探測器9的移動坐標由臺架控制器13控制。
[0043] (光源）
[0044] 當被檢體是生物體時，光源1輻射具有如下波長的脈沖光，在該波長處光被形成 生物體的成分中的特定一種成分吸收。本發明中所使用的光的波長優選地允許光傳播到 被檢體的內部。具體地說，當被檢體是生物體時，波