CN104224113A - 对象信息获取装置和用于控制对象信息获取装置的方法 - Google Patents

Abstract

一种对象信息获取装置和用于控制对象信息获取装置的方法。该对象信息获取装置包括：光照射单元，用脉冲光照射对象；探头，把由于第一脉冲光而在对象中产生的声学波转换为声学波信号；光检测单元，把传播通过对象的第二脉冲光转换为光学信号；频率分析单元，基于光学信号的预定频率分量来获取关于对象的内部的背景光学系数；光强度获取单元，使用背景光学系数来获取到达对象的内部的第一脉冲光的光强度的分布；以及信息获取单元，使用声学波信号和光强度分布来获取对象信息。

Description

对象信息获取装置和用于控制对象信息获取装置的方法

技术领域

本发明涉及一种获取关于对象的内部的信息的对象信息获取装置。

背景技术

已经尝试了使用光来无创地获取关于活体的内部的信息。例如，当用诸如脉冲激光之类的测量光照射作为对象的活体时，当该测量光被对象中的生物组织吸收时，产生声学波。可以通过接收并分析声学波(通常，超声波)来获取关于活体的内部的信息。这样的技术被称为光声成像。

光声成像实现与相对于对象内部的吸收系数相关的信息的成像。吸收系数是生物组织吸收光能的速率。测量吸收系数允许获取生物组织的成分的浓度。具体地，使用波长有可能被血液中的血红蛋白吸收的光允许确定氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的浓度比。这允许计算生物组织的氧饱和度。如所知道的，如果肿瘤组织存在于活体中，则氧饱和度在相应的部位中降低。因此，预期能够通过测量吸收系数来诊断肿瘤。

现在，将描述用于基于所接收的声学波计算相对于活体的内部的吸收系数的方法。首先，重构所接收的声学波以产生声源的初始声压的分布。可以通过将到达目标区域的光的强度、光的吸收系数和Grueneisen(格鲁内森)常数相乘来表达初始声压。即，可以通过将初始声压的分布除以Grueneisen常数和光强度的分布来获得吸收系数的分布。

当对象是活体时，因为Grueneisen常数被认为是已知的预定值，所以为了获得吸收系数，需要确定光强度的分布。可以基于生物组织的光学特性来计算光强度的分布。对于光在被提供给对象之后并且在到达光吸收体之前通过的区域，生物组织具有两个光学特性：光吸收特性(在下文中，被称为背景吸收系数)和光散射特性(背景散射系数)。这两个系数统称为背景光学系数。背景光学系数显著地影响吸收系数的计算，并且因此需要具有精确的值。

可以通过用测量光照射对象并且检测传播通过该对象的光来测量背景光学系数。例如，日本专利申请公开No.2002-139420和非专利文档1描述了使用基于脉冲光的时间分辨测量方法来测量背景光学系数的装置。此外，日本专利申请公开No.H07-159239描述了使用基于强度调制光的相位调制测量方法来测量背景光学系数的装置。

非专利文献1："Quantitative measurement of optical parametersin normal breasts using time-resolved spectroscopy:in vivo results of30Japanese women(使用时间分辨光谱学对正常乳房中的光学参数的定量测量：30个日本女人的活体结果)",Kazunori Suzuki M.D.；Yutaka Yamashita；Kazuyoshi Ohta；Masao Kaneko；MasayukiYoshida M.D.；Britton Chance，Journal of Biomedical Optics1(03),pp.330-334

发明内容

为了允许测量特定对象的背景光学系数，需要用测量光照射对象。然而，用于光声成像的光源和用于测量背景光学系数的光源具有不同的期望特性。因此，对于光声成像和测量使用公共光源是困难的。

例如，用于正常光声成像的光源是脉宽为几十纳秒至几百纳秒的脉冲光。然而，如在日本专利申请公开No.2002-139420中所描述的这样的时间分辨测量需要脉宽为几十皮秒至几百皮秒的光的照射。此外，如在日本专利申请公开No.H07-159239中所描述的这样的相位调制测量需要强度调制光，而不是脉冲光的照射。因此，当试图在光声成像装置中测量背景光学系数时，该装置需要具有不同的光源并且不利地被复杂化。

鉴于常规技术的这些问题，本发明的目的是提供一种允许使用公共光源执行光声测量和背景光学系数测量的对象信息获取装置。

本发明在其一方面提供一种对象信息获取装置，其包括：光照射单元，用脉冲光照射对象；声学波探头，被配置为把由于来自光照射单元的第一脉冲光而在对象中产生的声学波转换为声学波信号；光检测单元，被配置为把来自光照射单元并且传播通过对象的第二脉冲光转换为光学信号；频率分析单元，被配置为基于光学信号的预定频率分量来获取关于对象的内部的背景光学系数；光强度获取单元，被配置为基于背景光学系数来获取光强度分布，所述光强度分布是到达对象的内部的第一脉冲光的强度的分布；以及信息获取单元，被配置为基于声学波信号和光强度分布来获取关于对象的内部的对象信息。

本发明在其另一方面提供一种用于获取关于对象的内部的信息的方法，所述方法包括：用第一脉冲光照射对象的步骤；把由于第一脉冲光而在对象中产生的声学波转换为声学波信号的步骤；用第二脉冲光照射对象的步骤；把传播通过对象的第二脉冲光转换为光学信号的步骤；基于光学信号的预定频率分量来获取关于对象的内部的背景光学系数的步骤；基于背景光学系数来获取光强度分布的光强度获取步骤，所述光强度分布是到达对象的内部的第一脉冲光的强度的分布；以及基于声学波信号和光强度分布来获取关于对象的内部的对象信息的步骤。

根据本发明，可以获得能够通过公共光源进行光声测量和背景光学系数测量的对象信息获取装置。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的更多特征将变得清楚。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的对象信息获取装置的配置的示图；

图2A至2C是示出根据第一实施例的测量单元的配置的详细示图；

图3A和3B是示出根据第一实施例的测量单元的配置的详细示图；

图4A和4B是示出根据第一实施例的测量单元的配置的详细示图；

图5A和5B是示出使用时间分辨测量方法而获得的时间波形的示图；

图6是例示根据常规技术的背景光学系数的计算结果的示图；

图7是示出由光源产生的脉冲光的时间波形的示图；

图8是示出由根据第一实施例的对象信息获取装置执行的处理的流程的图；

图9是例示背景光学系数的计算的结果的图；

图10是示出根据第二实施例的对象信息获取装置的配置的图；

图11是示出由根据第二实施例的对象信息获取装置执行的处理的流程的图；

图12A至12C是示出根据第三实施例的对象信息获取装置的配置的图；以及

图13是示出由根据第三实施例的对象信息获取装置执行的处理的流程的图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的实施例。相同的组件在原则上用相同的标号表示，并且省略重复描述。实施例的描述中所使用的数值、材料等并非意图限制本发明的范围。如本文中所使用的对象信息是指基于关于对象内部的吸收系数的分布的信息。对象信息包括吸收系数的分布、以及根据吸收系数确定的提供对象的物质的浓度分布，诸如氧饱和度的分布等。

(第一实施例)

根据本发明的第一实施例的光声测量装置是这样的装置，其用脉冲光照射对象，以分析由于脉冲光而在对象中产生的光声波，从而允许使对作为对象的活体的内部的吸收系数的分布成像。此外，光声测量装置具有使用脉冲光测量对象的背景光学系数以便获取计算吸收系数所需的光强度的分布的功能。首先，将描述所述装置的组件。然后，将描述由该装置执行的处理方法。最后，将描述该装置的效果。

<系统配置>

首先，参照图1，将描述根据第一实施例的光声测量装置的配置。根据第一实施例的光声测量装置包括光源103、导光单元104、测量单元105、重构单元108、频率分析单元109、光强度获取单元110、信息获取单元111以及显示单元112。此外，测量单元105包括声学波探头106和光检测器107。在图1中，作为对象的活体用标号101表示。用于光声测量的目标区域(在下文中，被称为感兴趣区域)用标号102表示。

<<光源103>>

光源103是产生脉冲光的装置。光声信号的强度与光的强度成比例，并因此光源的功率优选是高的。例如，高功率脉冲激光光源(诸如掺钛蓝宝石激光器或紫翠宝石激光器)可以是适于使用的。此外，非相干光源(诸如发光二极管或闪光灯)可以用作光源103。另外，由光源103产生的光优选地具有大约400皮秒至650纳秒的脉宽。可替代地，由光源103产生的光的脉宽可以落在从10纳秒至650纳秒的范围内，该范围常用于光声成像并且不适于时间分辨测量。而且，由光源103产生的光的脉宽可以落在100纳秒至650纳秒的范围内。

光源103使得能够产生用于光声测量的第一脉冲光、以及用于背景光学系数测量的第二脉冲光。由同一光源103产生的用于光声测量的第一脉冲光和用于背景光学系数测量的第二脉冲光具有基本上相同的波形。脉冲光的发射间隔可以优选地针对光声测量和针对背景光学系数测量而不同地设置。

用于光声测量的脉冲光的发射间隔优选地尽可能地短，但是需要比声学波探头至少在单个脉冲光照射期间检测声学波所需的时间长。此外，用于背景光学系数测量的脉冲光的发射间隔类似地优选地尽可能地短，但是需要至少比脉宽和由对象的响应引起的时间波形的跨度的总和长。当对象101是活体时，可以假设时间波形的跨度约为10纳秒。

<<导光单元104>>

导光单元104是将光源103产生的脉冲引导到测量单元105的单元。导光单元104由诸如光学元件、光纤、反射镜或棱镜之类的光学构件形成。当使用光纤引导光时，优选地使用提供大强度的光的传输和挠性两者的束纤维。

<<测量单元105>>

测量单元105连接到导光单元104，并且包括声学波探头和光检测器。由测量单元105提供的脉冲光允许进行光声测量和对象的背景光学系数测量。测量单元105在执行光声测量时使用声学波探头106来接收声学波，并在测量背景光学系数时使用光检测器107来检测已传播通过对象的脉冲光。

光照射部分103、导光单元104和测量单元105的一部分提供根据本发明的光照射单元。

此外，测量单元105使得能够在两个阶段中改变照射对象的脉冲光的照射面积。对于光声测量，测量单元105在大面积上提供光，以便允许在对象内部的大面积上产生光声波。当测量背景光学系数时，测量单元105在小面积内提供光，以便抑制所检测到的脉冲光的波形钝化。

将参照图2A至2C描述用于改变脉冲光的照射面积的具体方法。图2A和2B示出使用光学光阑改变照射面积的例子。

在图2A和2B中，扩束器用标号201表示，并且是扩大由导光单元104发射的光的光学构件。光学光阑202对于光声测量打开，而对于背景光学系数测量关闭。因此，可以在适合于每次测量的面积上将脉冲光提供给对象101。光学光阑202可以位于导光单元104与扩束器201中间。

图2C示出测量单元105远离对象101的例子。由于与在小面积内提供脉冲光相同的原因，光检测器203优选地在小面积内检测光。因此，当测量单元远离对象时，可以安装使光检测器107和对象101的表面成光学共轭关系的透镜203。这提供其中例如安置允许保持对象101的保持构件的空间。

图3A和3B示出使用可变扩束器(标号301)改变照射面积的例子。可变扩束器301通过如图3A中所示那样布置来切换脉冲光的照射面积以便接收光声波，以及如图3B中所示那样布置以便检测传播光。在图3B中所示的例子中，光被聚焦并且每一面积的强度增大，并因此在该装置中插入中性滤光器302。这使得能够抑制照射对象101的脉冲光的每一面积的强度的增大。

图2A至2C以及图3A和3B中所示的例子允许在不移动光轴的情况下切换脉冲光的照射面积。该配置使得能够缩小测量单元105的尺寸。

图4A和4B示出提供两个光学系统并且使这两个光学系统彼此切换以改变脉冲光的照射面积的例子。图4A示出光声测量的情况，图4B示出背景光学系数测量的情况。分路单元401把由导光单元104发射的脉冲光划分为两个光束。分路单元401可以是光学元件，诸如光纤或分束器等。

由分路得到的光束之一经由第一照射单元402在大面积上提供给对象101。另一个光束经由第二照射单元402在小面积内提供给对象101。第一照射单元402和第二照射单元403分别具有第一遮蔽单元404和第二遮蔽单元405。当第一照射单元402和第二照射单元403中的一个打开时，另一个关闭。因此，可以防止来自第一照射单元402和第二照射单元403的照射光束互相影响测量。

<<声学波探头106>>

声学波探头106是将在对象内部产生的声学波转换为模拟电信号的单元。声学波探头106将声学波转换成为的模拟电信号在下文中被称为声学波信号。声学波探头也被简单地称为探头或声学波检测器或换能器。如本文中所使用的声学波通常是超声波并且包括弹性波，这些弹性波被称为音波、超声波、光声波和光感应超声波。声学波探头106可以包括单个声学波探头或多个声学波探头。此外，声学波探头106可以位于测量单元105的内部，或者如图2C中所示位于测量单元105的外部。

此外，期望地，声学波探头106是灵敏的，并且具有很宽的频带。具体地，声学波探头106可以是压电陶瓷(PZT)、二氟化树脂(PVDF)、电容微型机加工超声换能器(CMUT)或Fabr_y-Perot干涉仪。然而，本发明不限于这些声学波探头，而是可以使用任何声学波探头，前提条件是该声学波探头实现探头的功能。

另外，声学波探头106可以包括多个一维或二维布置的接收元件。多维布置元件的使用允许同时在多个位置处接收声学波。这使得能够缩短测量时间并且降低不利影响，诸如对象的振动。当探头小于对象时，可以使探头扫描以在多个位置处接收声学波。

<<光检测器107>>

光检测器107是检测由测量单元105发射的并且传播通过对象101的脉冲光以产生光学信号的单元。光学信号是以时序方式表示所检测的光的强度的转变的电信号。所获取的信号本身在下文中被称为光学信号，该光学信号所表示的波形在下文中被称为时间波形。

光检测器107可以是光电倍增管(PMT)、雪崩光电二极管(APD)、光电二极管(PD)等。所产生的光学信号被输出到频率分析单元109。

<<重构单元108>>

重构单元108是这样的单元，其基于由声学波探头106产生的声学波信号执行图像重构处理，以在感兴趣区域102中产生初始声压的分布。

具体地，重构单元108放大由声学波探头106产生的声学波信号，并将该声学波信号转换为数字信号，并然后执行图像重构处理。下面的已知处理方法中的任何一种可以用作图像重构方法：在时域中反向投影的方法、基于时间反演的重构方法、在傅立叶域中重构的方法、以及基于模型的重构方法。所产生的初始声压分布被输出到信息获取单元111。

<<频率分析单元109>>

频率分析单元109是这样的单元，其把由光检测器107产生的光学信号转换为预定频率分量，并且使用该频率分量的振幅衰减和相位差来计算对象的背景光学系数，即，背景吸收系数和背景散射系数。

具体地，频率分析单元109使用傅立叶变换将光学信号转换到频域中以提取预定频率分量。所述预定频率期望地是这样的频率，在该频率处，作为由光源103产生的光的时间波形的傅立叶变换的结果，振幅值或功率最大化。例如，该频率可以基于由光源103产生的光的脉宽。这样的频率的例子是其半周期或四分之一周期等于脉冲的半宽的频率、接近于该频率的频率、或其谐波频率。本发明不限于这些频率，而是可以使用任何频率，前提条件是该频率确保足够的SN比。此外，背景光学系数是使用相位调制测量方法的逆问题计算而被计算出的。下面将详细描述该方法。计算结果被输出到光强度获取单元110。

<<光强度获取单元110>>

光强度获取单元110是这样的单元，其使用所计算出的背景光学系数来计算在光声测量期间的感兴趣区域102中的光强度的分布(光强度分布)。可以使用例如下列的方法来计算光强度：根据有限元方法、差分方法等对描述光学能量的行为的方程(例如，漫射方程或传输方程)进行求解的方法、或通过将光学能量的行为考虑为光子的统计行为来执行计算的Monte Carlo方法。下面将详细描述该方法。所计算的光强度分布被输出到信息获取单元111。

<<信息获取单元111>>

信息获取单元111是这样的单元，其基于感兴趣区域102中的初始声压分布和光强度分布来获取感兴趣区域102中的吸收系数分布。下面将详细描述该方法。

工作站通常可以用于重构单元108、频率分析单元109、光强度获取单元110和信息获取单元111。然而，这些单元可以使用以专用方式设计的硬件来实现。当使用诸如工作站之类的计算机时，上述单元中的每个的处理由预先编程的软件执行。

<<显示单元112>>

显示单元112是向测量者呈现吸收系数分布的单元。例如，吸收系数可以直接显示为数值，或者以二维图像或体积绘制图像的形式显示。而且，组织的成分比率或浓度可以基于吸收系数而被计算并显示。例如，可以显示氧饱和度。

<<对象101>>

对象101不提供本发明，但是下面将对其进行描述。

对象101是测量对象。对象101通常是活体，但是可以是模拟活体的声学和光学特性的模型。光声测量装置可以使存在于对象101内部的吸收系数大的光吸收体成像。当对象是活体时，成像目标是血红蛋白、水、黑色素、胶原蛋白、脂质等。

<用于计算吸收系数的方法>

现在，将描述用于确定感兴趣区域的吸收系数的方法。可以使用公式1来表达关于对象内部的吸收系数。在对象中产生的声学波的初始声压用P₀表示。Grueneisen常数用表示。此外，到达对象中的感兴趣区域的光的强度用φ表示。吸收系数用μ_{a_i}表示。

通过将对象的体积膨胀系数和声速的平方的乘积除以恒压比热来获得Gruenisen常数。如上所述，当对象是活体时，可以认为Gruenisen常数是恒定值。即，当可以获取感兴趣区域中的初始声压分布和光强度分布时，可以获得吸收系数的目标分布。

[数学式1]

…公式1

现在，将描述用于获取感兴趣区域中的光强度分布的方法。可以使用独立于时间的漫射方程(例如，公式2)来表示感兴趣区域中的光强度分布。

在公式2中，表示对象中的位置的位置矢量用r表示，r处的光强度用φ(r)表示。此外，对象的背景散射系数用μ′_{s_b}(r)表示，以及对象的背景吸收系数用μ_{a_b}(r)表示。光源项用q(r)表示。需要确定背景散射系数和背景吸收系数，以便获得到达感兴趣区域的光强度。使用仅包括μ′_{s_b}的第一项、仅包括μ_{a_b}的第二项、以及既不包括μ′_{s_b}又不包括μ_{a_b}的第三项的总和来描述公式2。因此，为了对公式2进行求解，需要获取背景散射系数μ′_{s_b}和背景吸收系数μ_{a_b}。

[数学式2]

$\&dtri;\&CenterDot;[\frac{1}{3{\mathrm{\&mu;}}_{s\_b}^{\&prime;}\left(r\right)}\&dtri;\mathrm{\&phi;}\left(r\right)]-{\mathrm{\&mu;}}_{a\_b}\left(r\right)\&CenterDot;\mathrm{\&phi;}\left(r\right)+q\left(r\right)=0$ ……公式2

<<时间分辨测量方法和相位调制测量方法的摘要>>

为了获取两个背景光学系数中的每个，有必要测量透射通过对象的光的强度并且使用时间分辨测量方法或相位调制测量方法来估计背景光学系数。

首先，将描述时间分辨测量方法。在时间分辨测量方法中，用具有几百皮秒的短脉宽或更短脉宽的光照射对象，并且检测传播通过对象的光以获取光强度的时间波形。然后，接着使用背景光学系数μ_{a_b}和μ′_{s_b}来把以下拟合到所获取的时间波形：指示光散射对象中的光强度的解析解(散射方程等的解析解)、或数值计算出的时间波形(其使用漫射方程数值解或Monte Carlo方法而获得)。最后，在两个波形彼此足够匹配时所获得的背景光学系数被确定为对象的背景光学系数。这对应于逆问题的解。

图5A示意性地示出时间波形。传播通过对象的光已经通过各种散射路径，因此被观察为时间加宽波形。对于普通活体的背景光学系数，时间波形的跨度约为几纳秒。当光源的脉宽相对于该跨度足够短时，所检测的时间波形在初始阶段中的上升部分主要具有关于背景散射系数μ′_{s_b}的信息，并且该时间波形的后面的松弛部分主要具有关于背景吸收系数μ_{a_}b的信息。

因此，当使用具有几百皮秒的短脉宽的光源来执行时间分辨测量方法时，从所测量的时间波形来唯一地确定μ_{a_b}和μ′_{s_b}。结果，可以精确地获取两个背景光学系数中的每一个。

如果照射光具有较长的脉宽，则背景光学系数中固有的时间波形的跨度被包括在光源的脉宽中。对于具有无限脉宽的稳态光，时间波形的跨度完全丢失，从而允许仅可以获得关于光强度的信息。因此，在仅一个信息集(光强度)可以与两个变量—μ_{a_b}和μ′_{s_b}—相关地获得的情况下，满足所检测的光强度的μ_{a_b}和μ′_{s_b}的无数组合存在，从而使得μ_{a_b}和μ′_{s_b}的确定困难。

非专利文档1描述了使用脉宽为140皮秒或更短的光源测量30个对象的正常乳房的背景光学系数的实施例。

参照非专利文档1中所描述的实施例，使用30个光学系数μ_{a_b}和30个光学系数μ′_{s_b}的组合中的导致来自活体的最短跨度的时间波形的一种组合来计算脉宽为零的理想脉冲光源的检测时间波形。

这种情况下所使用的背景光学系数是μ_{a_b}的最大值0.0078[/mm]以及μ′_{s_b}的最小值0.63[/mm]。在时间波形上后来检测到的光已经严重散射，并因此具有大的光路长度。因此，光已经更明显地被吸收，并且强度降低。背景吸收系数越大，时间波形的后一部分中的光的衰减与时间波形的前一部分中的光相比将变得越大。因此，时间波形的跨度随着背景吸收系数而减小。此外，散射系数越小，光行进通过各个散射路径的可能性将变得越低。因此，由光路长度不同而导致的时间波形的跨度与散射系数一致地减小。

图5B示出使用背景光学系数计算时间波形的跨度的结果。所计算的时间波形的跨度是400皮秒，表明光源的脉宽140皮秒比该跨度短。

如上所述，时间分辨测量允许使用具有比来自对象的时间波形的跨度短的脉宽的光源来独立地、精确地测量μ_{a_b}和μ′_{s_b}。

现在，将描述相位调制测量方法。相位调制测量方法是这样的方法，其用使用数量级为兆赫兹或G赫兹的频率调制的光(强度调制光)照射对象，并且测量传播通过对象的光的振幅衰减和相位差。振幅衰减是指所检测的光的振幅相对于由光源产生的光的振幅的比率。相位差是指所检测的光的相位相对于由光源产生的光的相位的迟滞。

在相位调制测量方法中，对使用解析解或数值计算而计算的振幅衰减和相位差进行优化，以便通过使用μ_{a_b}和μ′_{s_b}作为变量来使振幅衰减和相位差变为等于所测量的振幅衰减和相位差。然后，把当这些值变为相等时所获得的背景光学系数确定为对象的背景光学系数。如时间分辨测量方法的情况那样，该方法也对应于逆问题计算。

现在，将给出与当使用时间分辨测量方法测量背景光学系数时使用用于正常光声成像的脉冲光源，而不是短脉冲光源的效果相关的描述。

用于光声成像的光的脉宽需要满足有效率地从存在于感兴趣区域中的光吸收体产生声学波的条件(应力约束条件)。应力约束条件用公式3表达。

[数学式3]

$t_{\mathrm{irradiation}}<<{\mathrm{\&tau;}}_s,{\mathrm{\&tau;}}_s=\frac{d_c}{v_s}$ 公式3

在公式3中，光照射时间用t_irradiation表示，应力松弛时间用τ_s表示。感兴趣区域中的光吸收体的大小用d_c表示，以及对象中的声速用v_s表示。公式3表明，如果光照射时间远短于应力松弛时间，则可以忽略照射期间的弹性波的传播，从而允许产生光声波。当感兴趣区域中的光吸收体的大小为1[mm]并且声速为1540[m/s]时，τ_s约为650[ns]。光声成像装置需要将脉宽设置为等于或小于τ_s，并且因此，通常使用具有几纳秒至几百纳秒的脉宽的光源。

脉宽比适合于时间分辨测量方法的脉宽长得多。

用于光声成像的光的脉宽在适合于时间分辨测量方法的脉宽(几百皮秒或更短)与稳态光的无限脉宽之间。因此，所测量的时间波形和所计算的时间波形涉及μ_{a_b}和μ′_{s_b}的多种组合，从而阻止唯一地确定这些系数。这还从下述事实预料到：一般的时间分辨测量方法允许确定μ_{a_b}和μ′_{s_b}的唯一组合，而稳态光涉及μ_{a_b}和μ′_{s_b}的无数组合。即，用于时间分辨测量的纳秒数量级的脉冲光的使用阻止确定背景光学系数，从而降低了测量精度。

图6示出通过使用Monte Carlo方法并且分别将μ_{a_b}和μ′_{s_b}设置为0.005[/mm]和0.995[/mm]而计算出的所检测的时间波形、以及通过使用漫射方程的解析解并且分别将μ_{a_b}和μ′_{s_b}设置为不同值而计算出的所检测的时间波形的均方残差。如图7中所示，光源的波形为半高全宽为100纳秒的波形。

在图6中，两个横轴分别指示μ_{a_b}和μ_{a'_b}，纵轴指示均方残差。在图6中，除了由虚线箭头所示的μ_{a_b}＝0.005[/mm]和μ_{a'_b}＝0.995[/mm]之外，由实线箭头所示的残差的多个最小值存在。这表明，μ_{a_b}和μ_{a'_b}的多种组合存在。

当为了获得使用μ_{a_b}＝0.005[/mm]和μ_{s'_b}＝0.995计算出的时间波形而求解出逆问题计算时，该计算导致与显著误差相应的μ_{a_b}＝0.011[/mm]和μ_{s'_b}＝0.639[/mm]。逆问题计算使用全局搜索图6中的整个区域的方法，并因此被阻止得出局部解。

如上所述，当使用用于光声成像的光源来测量对象的背景光学系数时，与实际背景光学系数不同的μ_{a_b}和μ_{s'_b}的组合可能被选择，导致测量精度降低。

光声成像装置通常使用满足应力约束条件的具有几纳秒至几百纳秒的脉宽的光源。然而，对于时间分辨测量，需要使用脉宽为皮秒数量级的光源。因此，需要单独提供用于时间分辨测量的光源，导致成本增加。

相反，本发明提出一种允许使用常用于光声成像的光源来测量背景光学系数的方法。

<<用于测量背景光学系数的方法>>

将描述用于测量背景光学系数的具体方法。

由时间分辨测量方法中的时间波形的傅立叶变换导致的振幅衰减和相位差等于时间分辨测量方法中的振幅衰减和相位差。即，相位调制测量方法和时间分辨测量方法为等效关系。因此，在使用相位调制测量方法测量振幅衰减和相位差的情况下，如时间分辨测量方法的情况那样，可以唯一地确定μ_{a_b}和μ′_{s_b}(等同于时间分辨测量方法)。

由光源103产生的光是具有几纳秒至几百纳秒的脉宽的光。脉宽的倒数是几兆赫兹至几百兆赫兹。即，由光源103产生的脉冲光具有兆赫兹数量级的频率分量。为了获取频率分量，可以将光学信号转换到频域中并且获取相应的频率分量。因此，当所获取的光学信号被转换为频率分量时，可以在不改变照射光的脉宽的情况下实现相位调制测量方法。例如，可以将照射光的脉宽设置在10纳秒至650纳秒的范围内，该范围常用于光声成像并且不适于时间分辨测量方法。而且，可以将照射光的脉宽设置在100纳秒至650纳秒的范围内。

具体地，频率分析单元109获取所获得的频率分量的振幅衰减和相位差，并执行相位调制测量的逆问题计算以独立地获取μ_{a_b}和μ′_{s'_b}。因为时间分辨测量等效于相位调制测量方法，所以所获取的μ_{a_b}和μ_{s'_b}具有唯一的值。

获取其频率分量的频率是这样的频率，在该频率，作为由光源103产生的光的时间波形的傅立叶变换的结果，振幅值或功率最大化。例如，可以使用半周期等于脉冲光的半宽的频率(1/((一半脉宽)[s]×2)[Hz])、或四分之一周期等于脉冲光的半宽的频率(1/((一半脉宽)[s]×4)[Hz])。本发明不限于这些频率并且可以使用任何频率，前提条件是该频率确保足够的SN比。此外，可以通过确定多个其他频率的分量来提高计算精度。

<<处理流程图>>

现在，将参照图8描述根据第一实施例的对象信息获取装置执行的处理方法。

步骤S101是用用于光声测量的脉冲光照射对象的步骤。用于光声成像的脉冲光在下文中被称为第一脉冲光。

在步骤S101中，首先，将测量单元105移动到适于测量感兴趣区域102的位置。光学系统被设置为使得在大的照射面积上将脉冲光提供给对象101。此外，将脉冲光的照射间隔设置为适于接收光声波的时间。这些设置期望地由装置自动地执行，但是可以由测量者实现。

然后，光源103产生脉冲光，并经由测量单元105将该脉冲光提供给对象101。

步骤S102是接收在对象中产生的光声波的步骤。

在步骤S102中，声学波探头106接收作为用第一脉冲光照射的结果而在感兴趣区域102中产生的光声波，并将该光声波转换为声学波信号。在这种情况下，重复地接收光声波以将信号一起积分，直到这些信号表现出足够的SN比值为止(步骤S102A)。

步骤S103是获取感兴趣区域中的初始声压分布的步骤。

在步骤S103中，重构单元108重构在步骤S102中获取的信号以获取感兴趣区域102中的初始声压分布。

步骤S104是用用于测量背景光学系数的脉冲光照射对象的步骤。用于测量背景光学系数的脉冲光在下文中被称为第二脉冲光。

在步骤S104中，光学系统被设置为使得在小的照射面积上将脉冲光提供给对象101。此外，将脉冲光的照射间隔设置为适于检测传播光的时间。这些设置期望地由装置自动地执行但是可以由测量者执行。

然后，光源103产生脉冲光，并经由测量单元105将该脉冲光提供给对象101。

步骤105是检测用于测量背景光学系数的脉冲光的步骤。

在步骤S105中，光检测器107检测提供给对象101并且传播通过对象101的脉冲光，以产生指示所检测的光的强度的转变的光学信号。在这种情况下，重复地检测脉冲光以将光学信号一起积分，直到这些光学信号表现出足够的SN比值为止(步骤S105A)。

步骤S106是将所产生的光学信号转换为预定频率分量的步骤。

在步骤S106中，频率分析单元109将光学信号转换到频域中，并获取预定频率分量。然后，使用所获取的频率分量的振幅和预先获取的脉冲光的频率分量的振幅来获取振幅衰减。此外，使用所获取的频率分量的相位和脉冲光的频率分量的相位来获取相位差。

步骤S107是计算对象的背景光学系数的步骤。

在步骤S107中，频率分析单元109使用在步骤106中获取的振幅衰减和相位差根据相位调制测量方法来计算对象101的背景光学系数。

步骤S108是获取感兴趣区域中的光强度分布的步骤。

在这个步骤中，光强度获取单元110使用在步骤S107中获得的背景光学系数来获取感兴趣区域102中的光强度分布。

步骤S109是获取感兴趣区域中的吸收系数分布的步骤。

在步骤S109中，信息获取单元111使用在步骤S103中获取的初始声压分布和在步骤S109中获取的光强度分布来获取感兴趣区域中的吸收系数分布。通过显示单元112向测量者呈现所获取的吸收系数分布。

步骤S103期望地与步骤S104至S108并行地执行。因为步骤S104至S108是在正在执行耗时的图像重构处理(步骤S103)的同时执行的，所以与顺序处理相比，该并行处理使得能够缩短总测量时间。

(例子1)

将参照图9描述本发明的效果。首先，将如图7中所示的来自光源103的波形转换到频域中，并且在考虑半周期为100[ns](其等于脉冲光的半宽)的情况下，获取1/(100[ns]×2)＝5[MHz]的频率分量的振幅和相位。然后，准备背景光学系数μ_{a_b}和μ′_{s_b}分别为0.005[/mm]和0.995[/mm]的对象，并且获取作为具有图7中所示的波形的光入射的结果而检测到的光学信号。将该光学信号转换到频域中，并且计算5[MHz]分量的振幅和相位。

将光学信号的振幅与光源的振幅的比率确定为振幅衰减。将光学信号的相位相对于光源的迟滞确定为相位差。在μ_{a_b}和μ_{s'_b}的值改变的情况下执行这些计算，以计算μ_{a_b}＝0.005[/mm]并且μ_{s'_b}＝0.995[/mm]时的振幅衰减和相位差的均方残差。在图9中，两个横轴分别指示μ_{a_b}和μ_{s'_b}，以及纵轴指示均方残差。

图9表明，在μ_{a_b}＝0.005[/mm]并且μ_{s'_b}＝0.995[/mm]的点处，均方残差表现出唯一的最小值。当为了获得μ_{a_b}＝0.005[/mm]并且μ_{s'_b}＝0.995[/mm]处的振幅衰减和相位差而执行逆问题计算时，该计算导致接近于实际值的μ_{a_b}＝0.0051[/mm]以及μ_{s'_b}＝0.980[/mm]。

如上所述，如果使用由光源103产生的脉冲光(没有任何修改)来执行时间分辨测量方法，则不能如图6中所示那样唯一地确定逆问题的解。相反，根据第一实施例的光声测量装置已经证明允许唯一地确定逆问题的解，使得能够精确地确定对象的背景光学系数。

第一实施例将对象的内部的背景光学系数看作一致的值。当背景光学系数具有一致的值时，可以将公式2中的μ′_{s_b}(r)和μ_{a_b}(r)描述为独立于位置r的常数，从而允许像公式4那样描述公式2。例如，对于诸如乳房等的对象，除了作为光吸收体的肿瘤之外的整个区域具有基本上同质的成分，并且肿瘤与整个对象相比十分小。因此，可以没有任何问题地认为整个对象的光学特性是一致的。

此外，因为光源103的脉宽远大于时间波形的上述跨度，所以漫射方程允许将脉冲光看作连续波(CW)光。这使得能够使用独立于时间的漫射方程。

[数学式4]

$\frac{1}{3{\mathrm{\&mu;}}_{s\_b}^{\&prime;}}\&dtri;\&CenterDot;[\&dtri;\mathrm{\&phi;}\left(r\right)]-{\mathrm{\&mu;}}_{a\_b}\&CenterDot;\mathrm{\&phi;}\left(r\right)+q\left(r\right)=0$ ……公式4

(第二实施例)

在第一实施例中，测量单元中的光学系统个别地切换到彼此，以改变脉冲光对对象的照射面积。相反，第二实施例是其中提供多个测量单元以允许并行地执行光声测量和背景光学系数测量的实施例。

将参照图10描述根据第二实施例的光声测量装置的装置配置。第二实施例的与第一实施例的相应组件相同的组件用相同的标号表示，并且在下面将不对其进行描述。此外，没有例示与实施例的描述没有直接关系的组件。

第二实施例包括用于光声测量的第一测量单元1001和用于背景光学系数测量的第二测量单元1002。测量单元彼此独立，并且被定位为防止来自测量单元之一的照射光影响由另一个测量单元执行的测量。例如，如图10中所示，测量单元被布置在对象上的相对表面上。

该布置使得由测量单元之一提供的脉冲光可以在由于光在对象内部的吸收和散射而显著衰减之后到达另一个测量单元。这使得能够减小脉冲光对由另一个测量单元执行的测量的不利影响。

类似于第一实施例，根据第二实施例的光声测量装置具有光源103、导光单元104、声学波探头106、光检测器107、重构单元108、频率分析单元109、光强度获取单元110、信息获取单元111以及显示单元112。此外，根据第二实施例的光声测量装置具有作为专用于第二实施例的组件的第一测量单元1001、第二测量单元1002、分束器1003以及第二导光单元1004。

分束器1003是把由光源103产生的脉冲光划分为两个路径的单元。由脉冲光的划分得到的光束分别进入导光单元104和第二导光单元1004。分束器可以是例如把光划分为透射光束和反射光束的介电膜分束器或偏振分束器、或分割束斑形状的棱镜。

第二导光单元1004是把由分束器1003执行的划分而得到的一部分脉冲光引导到测量单元1001的单元。像导光单元104那样，第二导光单元1004可以是诸如反射镜或棱镜、光纤等的光学构件。当光纤用作第二导光单元1004时，可以将耦合光学系统安置在分束器1003与第二导光单元1004之间，以便有效率地透射光。

第一测量单元1001是用由导光单元104发射的脉冲光照射对象101并且接收光声波的单元。第一测量单元1001包括扩束器201，并且在大的面积上将脉冲光提供给对象。

此外，第二测量单元1002是用由第二导光单元1004发射的脉冲光照射对象101并且检测传播通过对象的光的单元。透射经过第二测量单元1002的脉冲光在小的面积内提供给对象。例如，当第二导光单元1004是光纤时，光纤的出射端可以与对象接触。另外，可以在第二导光单元1004与对象101之间提供适当的光学系统。

现在，将参照图11描述根据第二实施例的对象信息获取装置执行的处理的流程。图11中的步骤S204、S205、S206、S207和S208与根据第一实施例的步骤S103、S106、S107、S108和S109相同，并且因此在下面将不对其进行描述。

步骤S201是用用于光声测量的脉冲光(第一脉冲光)照射对象的步骤。

在步骤S201中，首先，将第一测量单元1001移动到适于测量感兴趣区域102的位置。将第二测量单元1002放置在使由第一测量单元1001提供的脉冲光充分衰减的位置处。优选地，可以把在第二测量单元1002中包括的光检测器放置在离被来自第一测量单元1001的光照射的位置的直线距离为7cm或更远处。

然后，把由光源103产生的脉冲光的发射间隔设置为在适于接收光声波的时间或适于检测传播光的时间中的较长者。该设置期望地由装置自动地执行，但是可以由测量者执行。然后，光源103产生脉冲光，并经由每个测量单元将该脉冲光提供给对象101。

步骤S202是接收在对象中产生的光声波的步骤。

在步骤S202中，声学波探头106接收作为用第一脉冲光照射的结果而在感兴趣区域102中产生的光声波，并将该光声波转换为光声波信号。在这种情况下，重复地接收光声波以将这些信号一起积分，直到这些信号表现出足够的SN比值为止(步骤S202A)。

步骤S203是检测用于测量背景光学系数的脉冲光的步骤。

在步骤S203中，光检测器107检测提供给对象101并且传播通过对象101的脉冲光，以产生指示所检测的光的强度的转变的光学信号。在这种情况下，重复地检测脉冲光以将光学信号一起积分，直到这些光学信号表现出足够的SN比值为止(步骤S203A)。

步骤S202和S203被同步地执行。然而，这些步骤中首先达到所需积分次数的一个步骤可以进入下一步骤，即使在正在执行另一个步骤的同时。

除了所描述的步骤之外的步骤类似于根据第一实施例的相应步骤。

第二实施例允许如上所述那样同时执行光声测量和背景光学系数测量。这使得能够缩短测量所需的时间。

(第三实施例)

根据第一实施例和第二实施例，认为对象的每个背景光学系数是基本上一致的，并且因此，对于背景光学系数计算单个值。相反，根据第三实施例，在对象上的多个位置处测量背景光学系数，以产生背景光学系数分布。

将参照图12A至12C描述根据第三实施例的光声测量装置的装置配置。第三实施例的与第一实施例的相应组件相同的组件用相同的标号表示，并在下面将不对其进行描述。此外，没有例示与实施例的描述没有直接关系的组件。

根据第三实施例，在对象上的多个位置处检测脉冲光，使用所获取的多个光学信号来计算每个背景光学系数的空间分布(每个背景光学系数的分布)。可以通过使用每个背景光学系数的分布计算光强度分布来更精确地确定感兴趣区域中的吸收系数分布。

如第一实施例的情况那样，根据第三实施例的光声测量装置包括光源103、导光单元104、测量单元105、信息获取单元111以及显示单元112。而且，测量单元105包括声学波探头106和光检测器107。

此外，根据第三实施例的光声测量装置具有作为专用于第三实施例的组件的移动单元1202、光检测器1201、频率分析单元1203、光强度获取单元1204以及重构单元1205。

光检测器1201具有与光检测器107的功能相同的功能，但是被安装在与安装光检测器107的位置不同的位置处。光检测器1201因此可以检测已行进通过与由光检测器107检测的光的散射路径不同的散射路径的光。

移动单元1202是移动测量单元105的单元。图12A至12C示出移动单元1202将测量单元105移动到三个不同位置的情况。

重构单元1205与根据第一实施例的重构单元的不同之处在于，重构单元1205基于在不同位置处接收的多个声学波来执行图像重构处理。将在多个位置处接收的信号合成为一个图像的重构处理的例子包括在时域中逆投影的方法、基于时间反演的重构方法、在傅立叶域中重构的方法、以及基于模型的重构方法。所产生的初始声压分布被输出到信息获取单元111。

频率分析单元1203是这样的单元，其把由光检测器107和光检测器1201获取的多个光学信号转换为相应的预定频率分量并且对这些位置中的每个计算振幅衰减和相位差。频率分析单元1203然后计算背景吸收系数的分布μ_{a_b}(r)和背景散射系数的分布μ′_{s_b}(r)。使用公式5中所示的用于频域的漫射方程来计算每个背景光学系数的分布。

[数学式5]

$\&dtri;\&CenterDot;[\frac{1}{3{\mathrm{\&mu;}}_{s\_b}^{\&prime;}\left(r\right)}\&dtri;\mathrm{\&phi;}\left(r\right)]-({\mathrm{\&mu;}}_{a\_b}\left(r\right)-\frac{\mathrm{i\&omega;}}{v})\mathrm{\&Phi;}\left(r\right)+S\left(r\right)=0$ ……公式5

在公式5中，角频率[rad]用ω表示，S(r)表示强度基于角频率ω进行调制的光源项。此外，φ(r)＝A(r)exp(ik|r|)，位置r处的光强度的振幅用A(r)表示，位置r处的相位差用exp(ik|r|)表示(传播通过对象101的其强度被调制的光的波数用k表示)。

首先，对于S(r)设置图12A中的光照射位置，并计算光检测器107和120中的每个的A(r)和exp(ik|r|)。对图12B和12C中的位置执行类似的计算。对背景吸收系数的分布μ_{a_b}(r)和背景散射系数的分布μ′_{s_b}(r)进行优化，以使得对于所有的振幅衰减和相位差，计算值与测量值匹配。

都由上述计算得到的背景吸收系数的分布μ_{a_b}(r)和背景散射系数的分布μ′_{s_b}(r)对应于对象101的背景光学系数的分布。

光强度获取单元1204是使用由频率分析单元1203获取的每个背景光学系数的分布来获取感兴趣区域102中的光强度分布的单元。可以使用与根据第一实施例的方法类似的方法来计算光的强度。例如，当使用漫射方程时，可以通过把由频率分析单元1203确定的背景光学系数的分布代入公式2中的μ_{a_b}(r)和μ′_{s_b}(r)来对该方程进行求解。

现在，将描述根据第三实施例的对象信息获取装置执行的处理的流程。图13中的步骤S301和S303与根据第一实施例的步骤S101和S104相同，并且因此在下面将不对其进行描述。

步骤S302是接收在对象中产生的光声波的步骤。

在步骤S302中，声学波探头106接收作为用第一脉冲光照射的结果而在感兴趣区域102中产生的光声波，并将该光声波转换为光声波信号。在这种情况下，重复地接收光声波以将信号一起积分，直到这些信号表现出足够的SN比值为止(步骤S302A)。

由积分导致的最终值与测量位置相关联，并且然后，将所得的信号发送到重构单元1205。

步骤S304是检测用于背景光学系数测量的脉冲光的步骤。

在步骤S304中，光检测器107和光检测器1201检测被提供给对象101并且传播通过对象101的脉冲光，以产生指示所检测的光的强度的转变的光学信号。在这种情况下，重复地检测脉冲光以将光学信号一起积分，直到这些光学信号表现出足够的SN比值为止(步骤S304A)。

由积分得出的最终信号与测量位置和识别光检测单元的信息相关联，然后，将所得的信号发送到频率分析单元1203。

步骤S305是将所产生的光学信号转换为预定频率分量的步骤。

在步骤S305中，频率分析单元1203将光学信号转换到频域中以获取预定频率分量。然后，使用所获取的频率分量的振幅和预先获取的脉冲光的频率分量的振幅来获取振幅衰减。此外，使用所获取的频率分量的相位和脉冲光的频率分量的相位来获取相位差。

另外，频率分析单元与测量位置和识别光检测单元的信息相关联地存储所获取的振幅衰减和相位差。存储所获取的振幅衰减和相位差允许比存储时间波形本身节省更大的存储容量。

步骤S306是移动测量位置的步骤。

在步骤S306中，移动单元1202将测量单元105移动到下一测量位置。然后，在所有的测量位置处，执行步骤S301至S305(步骤S306A)。

步骤S307是计算对象的背景光学系数的步骤。

在步骤S307中，频率分析单元1203使用在步骤S305中获取的测量位置以及对于每个光检测单元的振幅衰减和相位差、根据相位调制测量方法来计算对象101的背景光学系数的分布。

步骤S308是获取感兴趣区域中的光强度分布的步骤。

在步骤S308中，光强度获取单元1204使用在步骤S307中获取的背景光学系数分布来获取感兴趣区域102中的光强度分布。

步骤S309是获取感兴趣区域中的初始声压分布的步骤。

在步骤S309中，重构单元1205重构在步骤S302中获取的每个测量位置处的信号，以获取感兴趣区域102中的初始声压分布。

除了上述步骤之外的所有步骤都类似于根据第一实施例的对应步骤。

根据第三实施例，以分布的形式获得对象101的背景光学系数允许比使用平均值更精确地确定感兴趣区域102中的光强度分布。这允许更精确地确定吸收系数μ_{a_i}。

第三实施例例示了具有两个光检测单元和三个测量位置的情况。然而，本发明不限于这些数量，可以增加光检测单元或测量位置的数量。这允许更精确地确定每个背景光学系数的分布(特别是对于空间分辨率)。此外，可以在使用单个测量位置的情况下增加光检测器的数量，或者可以在增加测量位置的数量的情况下使用单个光检测器。

(变型)

可以使用与所例示的傅立叶变换不同的任何方法，前提条件是例如该方法允许从所获取的光学信号提取预定频率分量。

实施例的描述仅仅是用于描述本发明的例子，并且在不脱离本发明的真实精神的情况下，可以进行本发明的各种改变及其组合。本发明还可以实现为用于对象信息获取装置的、包括以上所提及的处理的至少一部分的控制方法。以上提及的处理和装置可以自由地组合来实现本发明，只要不产生技术不一致即可。

本发明的实施例还可以由系统或装置的计算机实现，该计算机读取并执行记录在存储介质(例如，非暂时性计算机可读存储介质)上的、用来执行本发明的上述实施例中的一个或更多个的功能的计算机可执行指令，并且本发明的实施例还可以由系统或装置的计算机通过例如从存储介质读出用来执行上述实施例中的一个或更多个的功能的计算机可执行指令并执行这些计算机可执行指令来实现。所述计算机可以包括中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)或其他电路系统中的一个或更多个，并且可以包括独立算机或独立计算机处理器的网络。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质提供给计算机。该存储介质可以包括，例如，下列存储介质中的一个或更多个：硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如紧凑盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光盘((BD)^TM))、闪存装置、存储卡等。

尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应理解本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (13)

1.一种对象信息获取装置，包括：

光照射单元，所述光照射单元用脉冲光照射对象；

声学波探头，被配置为把由于来自所述光照射单元的第一脉冲光而在所述对象中产生的声学波转换为声学波信号；

光检测单元，被配置为把来自所述光照射单元并且传播通过所述对象的第二脉冲光转换为光学信号；

频率分析单元，被配置为基于所述光学信号的预定频率分量来获取关于所述对象的内部的背景光学系数；

光强度获取单元，被配置为基于所述背景光学系数来获取光强度分布，所述光强度分布是到达所述对象的内部的第一脉冲光的强度的分布；以及

信息获取单元，被配置为基于所述声学波信号和所述光强度分布来获取关于所述对象的内部的对象信息。

2.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，所述频率分析单元被配置为：基于所述预定频率分量与所述第二脉冲光的振幅比率、以及所述预定频率分量与所述第二脉冲光之间的相位差来获取关于所述对象的内部的背景光学系数。

3.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，所述预定频率分量基于以下频率：在该频率处，构成所述第二脉冲光的频率分量的振幅或功率最大化。

4.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，所述预定频率分量基于与所述第二脉冲光的脉宽的倒数相对应的频率。

5.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，所述光检测单元被配置为把在所述对象上的多个不同位置处传播通过所述对象的第二脉冲光转换为多个光学信号。

6.根据权利要求5所述的对象信息获取装置，其中，

所述频率分析单元基于所述多个光学信号来获取所述背景光学系数的空间分布，并且

所述光强度获取单元被配置为基于所述背景光学系数的空间分布来获取所述光强度分布。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的对象信息获取装置，其中，

所述光照射单元被配置为用照射面积比所述第一脉冲光的照射面积小的第二脉冲光照射所述对象。

8.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，所述光照射单元包括多个光学构件并且被配置为在所述多个光学构件之中切换以单独地照射第一脉冲光和第二脉冲光。

9.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，所述光照射单元被配置为并行地用所述第一脉冲光和所述第二脉冲光照射所述对象。

10.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，脉冲光的脉宽在半高全宽为10纳秒至650纳秒的范围内。

11.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，其中，脉冲光的脉宽在半高全宽为100纳秒至650纳秒的范围内。

12.根据权利要求1所述的对象信息获取装置，还包括重构单元，所述重构单元被配置为基于所述声学波信号来获取所述声学波的初始声压分布，并且

所述信息获取单元被配置为基于所述初始声压分布和所述光强度分布来获取关于所述对象的内部的对象信息。

13.一种用于获取关于对象的内部的信息的方法，

所述方法包括：

用第一脉冲光照射对象的步骤；

把由于所述第一脉冲光而在所述对象中产生的声学波转换为声学波信号的步骤；

用第二脉冲光照射所述对象的步骤；

把传播通过所述对象的第二脉冲光转换为光学信号的步骤；

基于所述光学信号的预定频率分量来获取关于所述对象的内部的背景光学系数的步骤；

基于所述背景光学系数来获取光强度分布的光强度获取步骤，所述光强度分布是到达所述对象的内部的第一脉冲光的强度的分布；以及

基于所述声学波信号和所述光强度分布来获取关于所述对象的内部的对象信息的步骤。