CN103356229B - 对象信息获取装置 - Google Patents
对象信息获取装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103356229B CN103356229B CN201310058955.8A CN201310058955A CN103356229B CN 103356229 B CN103356229 B CN 103356229B CN 201310058955 A CN201310058955 A CN 201310058955A CN 103356229 B CN103356229 B CN 103356229B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- holding plate
- support unit
- light
- sound wave
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 22
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 19
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 9
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010895 photoacoustic effect Methods 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 4
- 229920000306 polymethylpentene Polymers 0.000 description 4
- 239000011116 polymethylpentene Substances 0.000 description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 3
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 3
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000012552 review Methods 0.000 description 3
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010022579 ATP dependent 26S protease Proteins 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010064719 Oxyhemoglobins Proteins 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 208000019553 vascular disease Diseases 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0093—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy
- A61B5/0095—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy by applying light and detecting acoustic waves, i.e. photoacoustic measurements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/70—Means for positioning the patient in relation to the detecting, measuring or recording means
- A61B5/708—Breast positioning means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
- A61B8/0825—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of the breast, e.g. mammography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/40—Positioning of patients, e.g. means for holding or immobilising parts of the patient's body
- A61B8/406—Positioning of patients, e.g. means for holding or immobilising parts of the patient's body using means for diagnosing suspended breasts
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了对象信息获取装置。本发明采用如下这样的对象信息获取装置，其包括光源；保持板，被配置为保持对象；支撑单元，被配置为支撑所述保持板；以及探测器，被配置为经由所述保持板接收从所述光源将光照射到其上的所述对象所生成的声波。光反射构件设置在所述支撑单元和所述保持板之间。
Description
技术领域
本发明涉及对象信息获取装置。
背景技术
作为计算活体器官中的诸如吸收系数的光学性质（opticalproperty）值的方法之一，存在利用在活体器官中比光散射较少的超声波的特性的光声层析成像（下文，PAT）（非专利文献1：M．Xu，L．Wang″Photoacoustic imaging in biomedicine”，Review of scientificinstruments，77，041101(2006)）。当从光源生成的脉冲光照射到活体器官上时，光在活体器官中漫射的同时传播。活体器官中包含的光吸收体吸收传播的光，并且生成声波（典型地，超声波）。通过利用探测器接收声波并且分析接收的信号，可获得由活体器官中的吸收体导致的初始声压分布。可通过考虑相对于初始声压分布的光的分布来获得吸收系数分布。
PAT中的声波的声压与到达光吸收体的局部光的量成比例。照射到活体器官上的光由于散射和吸收而在活体器官中突然衰减。因此，在活体器官的深的组织中生成的声波的声压基本上根据距光照射区域的距离而衰减。因此，为了获得关于活体器官的深的部分的信息，必需减小对象区域的厚度。作为示例，在Susanne E．et al．″First clinicaltrials of the Twente Photoacoustic Mammoscope(PAM)″（非专利文献2）中，对象被两个保持板保持并加压以减少对象的厚度。当使用保持板时，为了抑制由于加压导致的变形，通常，围绕保持板设置由金属、陶瓷等制成的具有高刚性的支撑单元。
在光声信号获取装置中，当来自光源的直射光或者在活体器官中传播的光照射到探测器表面时，在探测器表面上生成声波，并且该声波导致噪声。在探测器表面上生成的声波首先被探测器接收。来自活体器官的声波在对于接收的声波的信号的响应结束之前被探测器接收。换句话说，探测器接收的信号是在其上叠加有噪声的信号。在光声信号获取装置中，当涉及对象内部的信息基于探测器所接收的信号被转换成图像时，支撑单元中生成的声波所导致的噪声是伪像。结果，使用该图像用于医疗诊断的精度劣化。
因此，日本专利申请特开No.2010-75681（专利文献1）公开了一种示例，其中光反射构件设置在探测器表面上，由此，由发射到活体器官的外部的散射光在探测器表面上生成的声波被减小以减小噪声。
专利文献1：日本专利申请特开No.2010-75681
非专利文献1：M．Xu，L．Wang″Photoacoustic imaging inbiomedicine″，Review of scientific instruments，77，041101(2006)
非专利文献2：Susanne E．et al．″First clinical trials of theTwente Photoacoustic Mammoscope(PAM)”
发明内容
但是，鉴于M．Xu，L．Wang″Photoacoustic imaging in biomedicine”，Review of scientific instruments，77，041101(2006)中所描述的装置，当支撑保持板的支撑单元由诸如金属的具有高刚性的材料制成时，通过从器官内部散射的光从支撑单元生成的声波导致噪声。特别地，鉴于装置的尺寸的减小，由于支撑单元距探测器较近地设置，该探测器趋向于受该噪声影响。即使应用日本专利申请特开No.2010-75681来解决此问题，因为没有设置用于减少在支撑单元中生成的声波的机构，该问题也不能被解决。
鉴于该问题设计本发明，并且本发明的一个目标是减少PAT中的由在支撑保持板的支撑单元中生成的声波导致的噪声。
本发明提供了一种对象信息获取装置，包括：
光源；
保持板，被配置为保持对象；
支撑单元，被配置为支撑所述保持板；以及
探测器，被配置为经由所述保持板接收从光从所述光源照射到其上的所述对象生成的声波，其中，
光反射构件设置在所述支撑单元和所述保持板之间。
根据该装置，可减少PAT中的由在支撑保持板的支撑单元中生成的声波导致的噪声。
从下文参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清晰。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的装置的功能块的示意性配置图；
图2A至2C是用于解释设置光反射构件的位置的示图；
图3是示出在支撑单元中生成的声波的声压的曲线图；
图4A是示出根据第二实施例的装置的配置的透视图；
图4B是示出根据第二实施例的装置的功能块的示意性配置图；
图4C是示出第二实施例中的光反射构件的布置的示图；
图5是示出根据第三实施例的装置的功能块的示意性配置图；并且
图6A和6B是示出第三实施例中的光反射构件的布置的示图。
具体实施方式
下文将参照附图描述本发明的优选实施例。但是，下文描述组件的尺寸、材料和形状、组件的相对布置等应根据应用本发明的装置的配置和各种条件被适当地修改，而不是意图限制本发明的范围。
根据本发明的对象信息获取装置是如下这样的装置，该装置使用用于将光（电磁波）照射到对象上以由此接收在对象中生成的声波并且获取对象信息作为图像数据的光声效应。对象信息是指示声波的生成源分布、对象中的初始声压分布、从所述初始声压分布导出的光能吸收密度分布和吸收系数分布，或者组织中包含的物质的浓度分布的性质信息。物质的浓度分布是例如氧饱和分布或者氧合/还原血红蛋白浓度分布。
本发明中的声波典型地是超声波，并且包括被称为音波、超声波和声波的弹性波。光声效应导致的声波被称为光声波或光感应超声波。声学检测器（例如，探测器）接收在对象中生成的声波。
光声波、通过探测器从光声波转换成的电信号、或者通过对于该电信号应用所希望的诸如放大和数字转换的信号处理而获得的信号有时被称为光声信号。因此，根据本发明的对象信息获取装置也可被当作光声信号获取装置。当获取的光声信号被转换成用于医疗诊断等的用途的图像时，该对象信息获取装置也可被当作光声成像装置。在下文的解释中，光声信号获取装置和光声成像装置作为对象信息获取装置的示例被描述。
（光声信号获取装置）
根据一个实施例的光声信号获取装置是获取涉及对象内部的信息的装置。根据此实施例的光声信号获取装置包括作为基本硬件组件的光源、接收超声波的探测器、保持对象的保持板、和支撑该保持板的支撑单元。从光源发射的脉冲光通过保持板照射到对象上。光学构件（诸如透镜、反射镜、漫射体和光纤）可插在光源和保持板之间。当传播通过对象内部的光的能量的一部分被诸如血液的光吸收体（作为结果变为声源）吸收时，通过光吸收体的热膨胀生成声波（典型地，超声波）。对象中生成的声波通过保持板被探测器接收。光源和探测器之间的位置关系中存在自由度。例如，光源和探测器可相对于对象存在于同一侧，或者可被布置为将对象保持在它们之间。
[光源]
当对象是活体器官时，光源照射具有活体器官中包含的组分之中的特定组分所吸收的波长的光。光源可被与根据本实施例的光声信号获取装置成一体地设置，或者可被与该光声信号获取装置分离地设置。为了高效地生成声波，脉冲宽度适当地为约10至50纳秒。可获得大的输出的激光器希望地为光源。作为激光器的替代，还可使用发光二极管、闪光灯等。作为激光器，可使用诸如固态激光器、气体激光器、染料激光器和半导体激光器的各种激光器。光的照射的定时、波形、强度等可被未示出的光源控制单元控制。光源控制单元可与该光源相结合。本发明中使用的光源的波长希望地为允许光传播到对象内部的波长。具体而言，当对象为活体器官时，波长大于等于600nm并且小于等于1100nm。
（对象和光吸收体）
对象和光吸收体没有构成光声信号获取装置的一部分。但是，对象和光吸收体在下文被解释。根据本发明的使用光声效应的光声信号获取装置主要用于人和动物的血管的成像、恶性瘤、血管疾病等的诊断、化学处理的跟踪等。因此，作为对象，设想人体或者动物的活体器官（具体为诊断目标区域，诸如胸部、手指或肢体）。依赖于使用时的光的波长，对象内部的光吸收体相对地在对象中具有高吸收系数。光吸收体的具体示例包括水、脂肪、蛋白质、氧合血红蛋白和还原血红蛋白。
（探测器）
探测器接收由脉冲光在活体器官表面上、在活体器官内部等处生成的声波。探测器将声波转换成电信号，该电信号是模拟信号。任何探测器可被用作该探测器，只要该探测器可接收声波信号即可，诸如使用压电现象的探测器、使用光谐振的探测器或使用电容变化的探测器。此实施例中的探测器希望地是如下这样的探测器，在该探测器中，典型地，多个接收元件被一维或者二维地布置。通过使用这样的多维布置的元件，可在多个地点同时接收声波并且缩短测量时间。当探测器小于测量目标时，探测器可被扫描以接收多个位置的声波。探测器所接收的声波被转换成电信号，并且然后，在根据需要被进行放大、数字转换等之后，被用于在处理单元中生成性质信息。
（保持板）
具有接近于对象的声阻抗的声阻抗的材料被用作保持板，以便将探测器和对象声学耦合。为了高效地接收声波，希望设定探测器和保持板经由液体（诸如水、凝胶体等）相互接触。当光通过保持板照射到对象上时，保持板需要对于来自光源的光是透明的。保持板的示例包括聚甲基戊烯。当对象被两个保持板保持并且光照射到在探测器的相对侧的对象的表面上时，不必须考虑一个保持板的声阻抗。该个保持板仅必须为光学透明材料，以便透射光。典型地，使用丙烯酸等的塑料板、玻璃板等。保持板被下文所述的支撑单元支撑。保持板包括第一接合区域。保持板等同于本发明的保持单元。
（支撑单元）
支撑单元是用于抑制由于来自对象的负荷导致的保持板的变形的部分。典型地，支撑单元由板状构件构成，该板状构件的一端接合到保持板的一端。支撑单元通过螺钉、粘合剂等固定到保持板。支撑单元包括第二接合区域。当支撑单元存在于探测器的视角内时，形成在其中不能执行光声信号测量的死区（dead space）。因此，希望尽可能地减小支撑单元的厚度以便缩小死区。因此，具有大的杨氏模量的材料是希望的。该材料的示例包括具有为铁的杨氏模量的约两倍的杨氏模量的钨碳化物。在受检者在卧姿状态下垂下胸部的装置的情况下，保持板被认为被支撑单元支撑，而不倾斜。在这一点上，支撑单元支撑受检者的胸壁。支撑单元被认为抵抗当胸部被加压时产生的应力而支撑保持板，由此防止保持板变形。在受检者在站姿状态下将胸部放置在保持板上的装置的情况下，胸壁被支撑单元支撑，并且保持板被支撑单元从下面支撑，以保持该保持板的位置和形状。
（光反射构件）
光反射构件被用于抑制通过光漫射而发射到对象外部的光被保持板的支撑单元吸收。例如，光反射膜可被设置在保持板和支撑单元的接触表面上。作为光反射膜，可使用根据要被照射的光的波长设计的金属膜或电介质多层膜。作为光反射构件，具有比构成支撑单元的构件的反射率高的反射率的构件是希望的。具体而言，光反射膜的反射率希望地等于或者高于在使用的波长的80%。例如，当等于或长于600nm并且等于或短于1100nm的波长的范围中的光被用作照射光时，包含金膜的光反射膜被适当地用作光反射膜。当使用金膜时，还可在金膜和支撑单元之间附接铬或钛的膜，以便防止金膜容易从支撑单元剥离。光反射构件可被设置在支撑单元的整个表面之上，或者可被设置在保持板到支撑单元的接合区域或者支撑单元到保持板的接合区域上。还可将光反射构件插在保持板和支撑单元之间。更有效地，还围绕保持板与支撑单元的接合区域设置光反射构件。
<第一实施例>
在第一实施例中，解释在其中对象被保持为被压在保持板上的示例。图1是用于解释此实施例的示图。附图标记101指示光源，102指示光传输系统，103指示光，104指示照明（illumination）光学系统，并且105指示保持板。附图标记106指示对象，107指示光吸收器，并且108指示声波。附图标记109指示探测器，110指示声学匹配介质，111指示支撑单元，并且112指示光反射构件。在图2A至2C中，附图标记113指示保持板105中的第一接合区域，并且114指示支撑单元111中的第二接合区域。
在此实施例中，使用波长可变钛-蓝宝石激光器作为光源101。钛-蓝宝石激光器的脉冲宽度是10纳秒，其频率是10Hz，并且其波长是797nm。从光源101发射的光通过包含束状光纤（bundle fiber）的光传输系统102被传输。传输的光103被包含透镜和反射镜的照明光学系统104处理为希望的光分布形状，并且通过保持板105照射在对象106上。为了高效地接收来自对象的声波，保持板105希望地是对于具有光源的波长的光具有高透射率并且对于声波具有高透射率的保持板。在此实施例中，使用具有7mm的厚度的由聚甲基戊烯制成的保持板。
照射到对象106上的光103在对象106中漫射的同时传播。光103的一部分被诸如血管的光吸收体107吸收。吸收光103的光吸收体107根据光声效应生成声波108。声波108在对象106中传播。声波108的一部分被探测器109接收。作为探测器109，使用由PZT（锆钛酸铅）制成的压电探测器。为了实现保持板105和探测器109的声学匹配，包括蓖麻油的声学匹配介质110被设置在保持板105和探测器109之间。保持板105被支撑单元111支撑，该支撑单元111由具有3mm的厚度的钨碳化物制成。如图所示，照射光103的一部分漫射并在支撑单元111的方向上传播且还通过对象106，并且导致由于光声效应而生成声波。
参照图2A至2C来解释作为本发明的特征的光反射构件112的位置。图2A是用于解释设置此实施例中的光反射构件112的位置的示图。保持板105包含接合到支撑单元111的第一接合区域113。支撑单元111包括接合到保持板105的第二接合区域114。在此实施例中，金膜被蒸镀在第二接合区域114上作为光反射构件112。金膜的厚度为2000埃。当金膜的反射率被测量时，该反射率为垂直入射到金膜上的具有797nm的波长的光的反射率的88%。没有贴金膜的钨碳化物的反射率为垂直入射到钨碳化物上的具有797nm的波长的光的反射率的20%。
当金膜没有贴在支撑单元上时以及当金膜贴在支撑单元上时的从支撑单元生成的声波波形的时间波形的测量值如图3所示。纵坐标代表声压（声波的强度）并且横坐标代表光照射之后经过的时间。声波的强度通过当金膜没有贴在钨碳化物上时生成的声波的强度被标准化。如图3中可见，与当金膜没有贴在钨碳化物上时生成的声波的强度相比，通过将金膜贴在钨碳化物上，从钨碳化物生成的声波的强度降低至12%。此结果指示从支撑单元中生成的声波导出的噪声被减少，并且可通过探测器精确地测量在对象中生成的声波信号。这样，可通过将光反射构件设置在支撑单元的表面上来执行高度精确的光声信号测量。
在此实施例中，光反射构件112被设置在第二接合区域114上。但是，设置光反射构件112之处并不局限于此。具体而言，光反射构件112可如图2B所示被设置在第一接合区域113上，或者如图2C所示被插在第一接合区域113和第二接合区域114之间。设置光反射构件112之处可根据例如设置光反射构件的容易度被自由确定。当光反射构件112被插在第一接合区域113和第二接合区域114之间时，例如，适合地，使用贴金膜的聚碳酸酯膜。有效地是，还围绕保持板105和支撑单元111的接合区域设置光反射构件112，这是因为由在对象106中散射的并且到达接合区域的光导致的声波的生成被进一步抑制。不管在何处设置光反射构件112，可通过接合支撑单元111和保持板115的端部来固定光反射构件112。还可将被检者的胸部（作为对象106）引导至保持板105。
在此实施例中，描述了具有平行平板形状的保持板105。但是，保持板105并不限于此。也可使用具有例如碗形或圆柱形的保持板。金被描述为光反射构件112。但是，光反射构件112并不限于此。还可使用铝等。
<第二实施例>
在第二实施例中，解释如下这样的示例，在该示例中，在用于通过将胸部保持在两个保持板之间来执行胸部检查的光声成像装置中，光源和探测器相对于胸部被布置在同一侧。此实施例中的装置配置对于从接近探测器的区域获得活体器官信息是有效的。
图4A是光声成像装置的示意图。图4B是作为对象的胸部206周围的装置配置图。附图标记201指示光源，202指示光传输系统，203指示光，204指示照明光学系统，205a指示第一保持板，并且205b指示第二保持板。附图标记206指示对象（被检者），207指示光吸收体，208指示声波，209指示探测器，并且210指示声学匹配介质。附图标记211a指示第一支撑单元，211b指示第二支撑单元，212指示光反射构件，215指示处理单元，并且216指示图像显示单元。在图4C中，附图标记213指示第二保持板205b中的第一接合区域，并且214指示第二支撑单元211b中的第二接合区域。
在此实施例中，波长可变钛-蓝宝石激光器被用作光源201。钛-蓝宝石激光器的脉冲宽度为10纳秒，其频率为10Hz，并且其波长为797nm。从光源201发射的光通过包含束状光纤的光传输系统202被传输。传输的光203被包含透镜和反射镜的照明光学系统204处理成希望的光分布形状，并且通过第二保持板205b照射到对象206上。为了高效地接收来自对象206的声波，第二保持板205b希望地为对于具有光源201的波长的光具有高透射率以及对于声波208具有高透射率的保持板。在本实施例中，使用由聚甲基戊烯制成的具有7mm的厚度的保持板。相对侧的第一保持板205a的材料和厚度并不受限，只要第一保持板205a可保持胸部即可。在此实施例中，使用具有10mm的厚度的丙烯酸。
照射到对象206上的光203在对象206中漫射的同时传播。光203的一部分被诸如血管的光吸收体207吸收。吸收光203的光吸收体207根据光声效应生成声波208。声波208在对象206中传播。声波208的一部分被探测器209接收。作为探测器209，使用由PZT制成的压电探测器。为了实现第二保持板205b和探测器209的声学匹配，包括蓖麻油的声学匹配介质201被设置在第二保持板205b和探测器209之间。通过探测器209接收的信号被发送给处理单元215，被转换成诸如对象206的内部的吸收系数分布和初始声压分布的图像信息，并且在图像显示单元216上显示。此处理对应于性质信息的生成。第一保持板205a和第二保持板205b分别被第一支撑单元211a和第二支撑单元211b支撑。为了承受由于加压导致的负荷以及由于对象206的重量导致的负荷，第一保持板205a和第一支撑单元211a之间的接合区域以及第二保持板205b和第二支撑单元211b之间的接合区域被加工成阶梯形状。
图4C是示出设置光反射构件212的位置的示图。第二保持板205b包括接合到第二支撑单元211b的第一接合区域213。第二支撑单元211b包括接合到第二保持板205b的第二接合区域214。金膜被蒸镀到第二接合区域214上作为光反射构件212。金膜的厚度为2000埃。第二支撑单元211b中生成的声波被探测器209直接接收。可替代地，声波在第二保持板205b中反射的同时传播以被探测器209接收。因此，声波的噪声的影响大。另一方面，由于第一支撑单元211a远离光源201和探测器209，由第一支撑单元211a中生成的声波导致的噪声的影响小。因此，在此实施例中，光反射构件212仅设置在第二保持板205b和第二支撑单元211b之间。光反射构件没有被设置在第一保持板205a和第一支撑单元211a之间。但是，光反射构件也可设置在第一保持板205a和第一支撑单元211a之间。
通过采用上文所述的配置，在照射到对象206上的光203中，由于散射而从对象206发射的并且在支撑单元的方向上照射的分量被金膜反射。然后，被第二支撑单元211b吸收的光的量减小，并且在第二支撑单元211b中生成的声波减少。结果，从支撑单元中生成的声波导出的噪声减少。可获得令人满意的具有极少伪像的光声图像。
<第三实施例>
在第三实施例中，解释如下这样的示例，在该示例中，在用于通过将胸部保持在两个保持板之间来执行胸部检查的光声成像装置中，光源和探测器跨胸部被布置在相对侧。此实施例中的装置配置对于从远离探测器的区域获得活体器官信息是有效的。
图5是用于说明本发明的第三实施例的示图。附图标记301指示光源，302指示光传输系统，303指示光，304指示照明光学系统，305a指示第一保持板，并且305b指示第二保持板。附图标记306指示对象，307指示光吸收体，308指示声波，309指示探测器，310指示声学匹配介质，311a指示第一支撑单元，并且311b指示第二支撑单元。附图标记312a指示第一反射构件，并且312b指示第二光反射构件。附图标记315指示处理单元，并且316指示图像显示单元。
在图6A和6B中，附图标记313a指示第一保持板305a的第一接合区域，并且附图标记314a指示第一支撑单元311a的第二接合区域。附图标记313b指示第二保持板305b的第一接合区域，并且附图标记314b指示第二支撑单元311b的第二接合区域。
在此实施例中，波长可变钛-蓝宝石激光器被用作光源301。钛-蓝宝石激光器的脉冲宽度为10纳秒，其频率为10Hz，并且其波长为797nm。从光源301发射的光通过光传输系统302被传输，该光传输系统302包括束状光纤。传输的光303被包含透镜和反射镜的照明光学系统304处理为希望的光分布形状，并且通过第一保持板305a照射在对象306上。光源301侧的第一保持板305a希望地为对于具有光源301的波长的光具有高透射率的保持板。在此实施例中，使用具有10mm的厚度的丙烯酸。另一方面，为了高效地接收来自对象306的声波308，探测器309侧的第二保持板305b希望地为对于声波308具有高透射率的保持板。在此实施例中，使用具有7mm的厚度的由聚甲基戊烯制成的保持板。
照射到对象306上的光303在对象306中漫射的同时传播。光303的一部分被诸如血管的光吸收体307吸收。吸收光303的光吸收体307根据光声效应生成声波308。声波308在对象306中传播。声波308的一部分被探测器309接收。作为探测器309，使用PZT制成的压电探测器。为了实现第二保持板305b和探测器309的声学匹配，包含蓖麻油的声学匹配介质310被设置在第二保持板305b和探测器309之间。探测器309接收的信号被发送给处理单元315，被转换成诸如对象306的内部的吸收系数分布和初始声压分布的图像信息，并且在图像显示单元316上被显示。
第一保持板305a和第二保持板305b分别被第一支撑单元311a和第二支撑单元311b支撑。为了承载由加压导致的负荷以及由对象306的重量导致的负荷，第一保持板305a和第一支撑单元311a之间的接合区域以及第二保持板305b和第二支撑单元311b之间的接合区域被加工为阶梯形状。由于第一支撑单元311a接近光源301，由于散射而从对象306发射的并且在支撑单元的方向上照射的光的照射强度高，并且生成强的声波。另一方面，由于第二支撑单元311b接近探测器309，在第二支撑单元311b中生成的声波在充分衰减之前被探测器309接收。因此，在第一保持板305a和第一支撑单元311a之间以及第二保持板305b和第二支撑单元311b之间分别设置金膜作为第一光反射构件312a和第二光反射构件312b。此外，为了抑制由没有经由保持板而直接照射到支撑单元上的光导致的声波的生成，还在当对象306被保持板保持时第一支撑单元311a和第二支撑单元311b与对象306接触的区域上设置金膜。
图6A和6B是更详细地示出设置金膜的位置的示图。第一保持板305a包括接合到第一支撑单元311a的第一接合区域313a。第一支撑单元311a包括接合到第一保持板305a的第二接合区域314a。第二保持板305b包括接合到第二支撑单元311b的第一接合区域313b。第二支撑单元311b包括接合到第二保持板305b的第二接合区域314b。第一光反射构件312a和第二光反射构件312b两者都是金膜，并且分别蒸镀在第二接合区域314a和314b上。两个金膜的厚度都是2000埃。如在上述实施例中那样，设置光反射构件的位置可在第一接合区域侧，或者可在支撑单元和保持板之间。
通过采用上述配置，在照射在对象306上的光303中，由于散射而从对象306发射的并且在支撑单元的方向上照射的分量被金膜反射。在此实施例中，对于没有经由保持板而从对象直接照射到支撑单元上的光的反射率也被提高。因此，支撑单元吸收的光的量小于第二实施例中的光的量。然后，在第一支撑单元311a和第二支撑单元311b中生成的声波减小。结果，从支撑单元中生成的声波导出的噪声减小。可获得令人满意的具有很少伪像的光声图像。
尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。
Claims (7)
1.一种对象信息获取装置，包括：
光源；
保持板，被配置为保持对象；
支撑单元，被配置为支撑所述保持板；以及
探测器，被配置为经由所述保持板接收从光被从所述光源照射到其上的所述对象生成的声波，其中，
光反射构件设置在所述支撑单元和所述保持板之间，并且
所述探测器被扫描以在多个位置接收所述声波。
2.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，
所述支撑单元是被配置为支撑被检者的胸壁的板状构件，并且通过所述支撑单元在所述板状构件的端部处接合到所述保持板的端部，能够将作为所述对象的被检者的胸部引导至所述保持板。
3.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，
所述光反射构件被设置在所述保持板上。
4.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，
所述光反射构件被设置在所述支撑单元上。
5.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，
所述光反射构件插在所述保持板和所述支撑单元之间。
6.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，
所述光反射构件是其反射率高于所述支撑单元的反射率的构件。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的对象信息获取装置，进一步包括处理单元，所述处理单元被配置为基于所述声波生成所述对象的内部的性质信息。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012047005A JP6025345B2 (ja) | 2012-03-02 | 2012-03-02 | 被検体情報取得装置 |
| JP2012-047005 | 2012-03-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103356229A CN103356229A (zh) | 2013-10-23 |
| CN103356229B true CN103356229B (zh) | 2015-04-29 |
Family
ID=47901726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310058955.8A Expired - Fee Related CN103356229B (zh) | 2012-03-02 | 2013-02-26 | 对象信息获取装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9326688B2 (zh) |
| EP (1) | EP2633805B1 (zh) |
| JP (1) | JP6025345B2 (zh) |
| CN (1) | CN103356229B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5843496B2 (ja) | 2010-07-22 | 2016-01-13 | キヤノン株式会社 | 音響波検出器および音響波測定装置 |
| JP5751769B2 (ja) | 2010-07-27 | 2015-07-22 | キヤノン株式会社 | 画像情報取得装置及びその制御方法 |
| JP6053339B2 (ja) | 2012-06-06 | 2016-12-27 | キヤノン株式会社 | 被検体情報取得装置および被検体情報取得方法 |
| SG11201602428XA (en) | 2013-10-11 | 2016-04-28 | Seno Medical Instr Inc | Systems and methods for component separation in medical imaging |
| US9320451B2 (en) * | 2014-02-27 | 2016-04-26 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Methods for assessing health conditions using single coil magnetic induction tomography imaging |
| JP6443851B2 (ja) | 2014-08-04 | 2018-12-26 | キヤノン株式会社 | 被検体情報取得装置、被検体情報取得方法およびプログラム |
| US10499815B2 (en) * | 2014-09-05 | 2019-12-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Object information acquiring apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1321887A (zh) * | 2000-05-02 | 2001-11-14 | 富士胶片株式会社 | 动态变化的探测方法、动态变化的探测设备以及超声波诊断设备 |
| CN1650794A (zh) * | 2004-02-06 | 2005-08-10 | 株式会社东芝 | 非探入式受检体信息成象方法和装置 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58108523A (ja) * | 1981-12-23 | 1983-06-28 | Toshiba Corp | 光屈折拡散板装置 |
| US6212421B1 (en) * | 1999-09-03 | 2001-04-03 | Lockheed Martin Energy Research Corp. | Method and apparatus of spectro-acoustically enhanced ultrasonic detection for diagnostics |
| JP4422626B2 (ja) | 2005-01-25 | 2010-02-24 | 日本電信電話株式会社 | 生体画像化装置 |
| JP2007229320A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 成分濃度測定装置 |
| JP4773390B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2011-09-14 | 日本電信電話株式会社 | 成分濃度測定装置 |
| US20090005685A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrasonic probe and inspection apparatus equipped with the ultrasonic probe |
| JP2009181981A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Renesas Technology Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| JP5210080B2 (ja) * | 2008-07-31 | 2013-06-12 | 富士フイルム株式会社 | 医用撮像装置 |
| JP4900979B2 (ja) * | 2008-08-27 | 2012-03-21 | キヤノン株式会社 | 光音響装置および光音響波を受信するための探触子 |
| JP5692986B2 (ja) * | 2008-12-25 | 2015-04-01 | キヤノン株式会社 | 被検体情報取得装置 |
| JP5455006B2 (ja) * | 2009-01-21 | 2014-03-26 | キヤノン株式会社 | 超音波測定に用いられる圧迫装置とその圧迫制御方法、および光音響計測装置 |
| JP5289073B2 (ja) * | 2009-01-21 | 2013-09-11 | キヤノン株式会社 | 超音波測定に用いられる圧迫装置とその圧迫制御方法、および光音響計測装置とその制御方法 |
| JP5448785B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2014-03-19 | キヤノン株式会社 | 測定装置、移動制御方法及びプログラム |
| JP5441781B2 (ja) * | 2010-03-25 | 2014-03-12 | キヤノン株式会社 | 光音響イメージング装置、光音響イメージング方法及びプログラム |
| JP5721477B2 (ja) * | 2010-04-22 | 2015-05-20 | キヤノン株式会社 | 測定装置 |
| JP5641773B2 (ja) | 2010-04-28 | 2014-12-17 | キヤノン株式会社 | 測定装置 |
| JP5587046B2 (ja) * | 2010-06-10 | 2014-09-10 | キヤノン株式会社 | 光音響測定装置 |
| JP5843496B2 (ja) | 2010-07-22 | 2016-01-13 | キヤノン株式会社 | 音響波検出器および音響波測定装置 |
| JP5863345B2 (ja) | 2011-09-08 | 2016-02-16 | キヤノン株式会社 | 被検体情報取得装置および被検体情報取得方法 |
| JP2013150781A (ja) | 2011-12-26 | 2013-08-08 | Canon Inc | 特性情報取得装置 |
-
2012
- 2012-03-02 JP JP2012047005A patent/JP6025345B2/ja active Active
-
2013
- 2013-02-26 CN CN201310058955.8A patent/CN103356229B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-02-26 US US13/776,888 patent/US9326688B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-02-28 EP EP13001022.6A patent/EP2633805B1/en not_active Not-in-force
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1321887A (zh) * | 2000-05-02 | 2001-11-14 | 富士胶片株式会社 | 动态变化的探测方法、动态变化的探测设备以及超声波诊断设备 |
| CN1650794A (zh) * | 2004-02-06 | 2005-08-10 | 株式会社东芝 | 非探入式受检体信息成象方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2633805A1 (en) | 2013-09-04 |
| EP2633805B1 (en) | 2015-09-09 |
| US9326688B2 (en) | 2016-05-03 |
| JP2013180117A (ja) | 2013-09-12 |
| CN103356229A (zh) | 2013-10-23 |
| JP6025345B2 (ja) | 2016-11-16 |
| US20130231549A1 (en) | 2013-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103356229B (zh) | 对象信息获取装置 | |
| EP2553425B2 (en) | Photoacoustic imaging apparatus and photoacoustic imaging method | |
| JP5541662B2 (ja) | 被検体情報取得装置およびその制御方法 | |
| US20100191109A1 (en) | Biological information processing apparatus and biological information processing method | |
| CN102740776B (zh) | 光声成像设备和光声成像方法 | |
| JP2010088627A5 (zh) | ||
| JP2013255707A (ja) | 被検体情報取得装置、および、光音響プローブ | |
| US20100087733A1 (en) | Biological information processing apparatus and biological information processing method | |
| JP5675390B2 (ja) | 測定装置 | |
| JP2012217717A (ja) | 被検体情報取得装置および被検体情報取得方法 | |
| WO2011040003A1 (en) | Photoacustic measuring apparatus | |
| JP2012040361A (ja) | 音響波検出器および音響波測定装置 | |
| US20130331681A1 (en) | Object information acquisition apparatus and photoacoustic probe | |
| CN103099640A (zh) | 声波获取装置 | |
| US20180206728A1 (en) | Photoacoustic apparatus | |
| JP2013188489A (ja) | 被検体情報処理装置およびその作動方法 | |
| US20180242849A1 (en) | Ultrasound receiving apparatus | |
| JP6091259B2 (ja) | 被検体情報取得装置、被検体情報取得装置の制御方法 | |
| JP7134657B2 (ja) | 光音響計測装置 | |
| US10582857B2 (en) | Ultrasonic apparatus | |
| JP6005211B2 (ja) | 画像情報取得装置及び画像情報取得方法 | |
| WO2017038029A1 (en) | Ultrasound receiving apparatus | |
| JP2015211708A (ja) | 被検体情報取得装置 | |
| JP2014168631A (ja) | 被検体情報取得装置、被検体情報取得装置の制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150429 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |