CN105011909B - 被检体信息获取设备和被检体信息获取方法 - Google Patents
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Abstract
公开了被检体信息获取设备和被检体信息获取方法。一种被检体信息获取设备，包括：多个检测元件，多个检测元件检测从用光照射的被检体产生的声波并且将声波转换为检测信号；信号确定单元，信号确定单元确定由多个检测元件中的与被检体没有声学接触的检测元件检测到的检测信号；信号获取单元，信号获取单元通过从确定的检测信号中至少删除不是基于从被检体的内部产生的声波的区域来产生校正的检测信号；以及图像处理器，图像处理器根据由与被检体声学接触的检测元件检测到的检测信号和校正的检测信号形成被检体的图像数据。
Description
本申请是申请号为201280017534.4，申请日为2012年4月9日，题为“被检体信息获取设备和被检体信息获取方法”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及被检体信息获取设备和被检体信息获取方法。
背景技术
在医疗领域中，已经在形成来自活有机体的内部的信息的图像的光学成像技术的研究方面取得积极的进展，来自活有机体的内部的信息是当光从诸如激光器的光源照射到活有机体上时基于入射光而获得的。这种类型的一个光学成像技术是光声层析成像(PAT)。在光声层析成像中，从光源产生的脉冲光照射到活有机体上，从吸收了在有机体内部传播或扩散的脉冲光的能量的活组织产生声波，并且检测该声波(通常，超声波)。换句话说，使用光能量在诸如肿瘤和其它组织的检查部位中的吸收率的不同，用声学探测器(也被称为探测器或换能器)接收当检查部位在吸收照射的光能量时瞬间膨胀时产生的弹性波。通过分析该检测信号，可以获得直接与初始压力分布或光吸收能量密度分布(吸收系数分布和光量分布之积)成比例的图像(NPL1)。
此外，通过使用各种波长的光来执行测量，该图像信息可以用于对有机体的特定性质(例如，总血红蛋白浓度或血氧饱和度等)的定量测量。近年来，这种光声层析成像已经被用来使得在用于创建小动物中的血管的图像的临床前研究和将该原理应用于乳癌、前列腺癌、颈动脉斑块(carotid artery plaque)等的诊断的临床研究方面取得积极的进展。
引文列表
非专利文献
NPL 1："Photoacoustic imaging in biomedicine",M.Xu,L.V.Wang,REVIEW OFSCIENTIFIC INSTRUMENT,77,041101,2006
发明内容
技术问题
在光声层析成像中，如果所检查的被检体与声学探测器的检测表面的一部分没有声学接触，那么在该区域中的声学探测器的检测元件获得的接收数据可能包括除在有机体内部产生的声波以外的信号。在接收到这种信号的情况下，如果通过使用获得的所有检测信号来重构图像，那么除了被检体内部的初始声压分布或吸收光能量密度分布以外，产生虚假图像(伪像)，因此存在图像明显地劣化的问题。
鉴于这种问题而做出本发明。本发明的一个目的在于提供用于即使在被检体与声学探测器的检测元件没有声学接触的情况下也降低图像劣化的技术。
问题的解决方案
本发明提供一种被检体信息获取设备，包括：
多个检测元件，所述多个检测元件检测从用光照射的被检体产生的声波并且将所述声波转换为检测信号；
信号确定单元，所述信号确定单元从所述检测信号中确定由所述多个检测元件中的与所述被检体没有声学接触的检测元件检测到的检测信号；
信号获取单元，所述信号获取单元通过从由与所述被检体没有声学接触的检测元件检测到的检测信号中至少删除不是基于从所述被检体的内部产生的声波的区域来产生校正的检测信号；以及
图像处理器，所述图像处理器根据由与所述被检体声学接触的检测元件检测到的检测信号和校正的检测信号形成所述被检体的图像数据。
本发明还提供一种被检体信息获取方法，包括：
多个检测元件检测从用光照射的被检体产生的声波并且将所述声波转换为检测信号的步骤；
信号确定单元从所述检测信号中确定由所述多个检测元件中的与所述被检体没有声学接触的检测元件检测到的检测信号的步骤；
信号获取单元通过从由与所述被检体没有声学接触的检测元件检测到的检测信号中至少删除不是基于从所述被检体的内部产生的声波的区域来产生校正的检测信号的步骤；以及
图像处理器根据由与所述被检体声学接触的检测元件检测到的检测信号和校正的检测信号形成所述被检体的图像数据的步骤。
本发明的有益效果
根据本发明，可以提供用于即使在被检体与声学探测器的检测元件没有声学接触的情况下也降低图像劣化的技术。
根据下面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明显。
附图说明
[图1]图1是示出根据本发明的光声图像形成设备的组成的示意图的图。
[图2]图2是图示根据本发明的检测信号的处理的例子的流程图。
[图3]图3A和3B是示出来自检测元件的检测信号的例子的示意图。
[图4]图4A至4C是示出测量被检体和通过测量获得的图像的图。
[图5]图5是示出根据本发明的光声图像形成设备的组成的示意图的图。
具体实施方式
下面，参照附图更详细地描述本发明。相同的组成元件原则上用相同的附图标记标出，并且这里省略其描述。
(光声图像形成设备)
这里参照图1描述与本实施例有关的光声图像形成设备的组成。与本实施例有关的光声图像形成设备是创建来自被检体的内部的光学特征值信息的图像的设备。光学特征值信息通常是指初始声压分布、吸收光能量密度分布或者由这些得到的吸收系数分布。如下文中所描述的，光学特征值信息也被称为被检体信息，因此根据本发明的光声图像形成设备也可以被理解为被检体信息获取设备。
根据本实施例的光声图像形成设备包括作为基本硬件的光源11、形成声学检测器的声学探测器17和信号处理单元19。从光源11发射的脉冲光12是通过由诸如透镜、反射镜、光纤、扩散板等光学系统(未图示)将光处理为期望的形状而获得的，并且照射到诸如活有机体的被检体13上。当在被检体13内部传播的光能量的一部分被诸如血管的光吸收体14(因此，其形成声源)吸收时，由于光吸收体14的热膨胀而产生声波(并且通常是超声波)15。这也被称为“光声波”。声波15被声波探测器17的检测元件22检测到，被信号获取系统18放大并转换为数字，然后被信号处理器19转换为被检体的图像数据。而且，在显示设备20上将图像数据显示为图像。
(光源11)
如果被检体是活有机体，那么从光源11照射具有被构成活有机体的成分中的特定成分吸收的特定波长的光。光源可以以集成的方式与本实施例的图像形成设备一起设置，或者，可以与图像形成设备分开设置。对于光源，期望使用能够产生几纳秒至几百纳秒的量级的脉冲光的脉冲光源。更具体地，为了有效地产生光声波，使用约10纳秒的脉冲宽度。
对于光源，因为可以获得大的输出，所以期望采用激光器，但是，也可以使用发光二极管等来代替激光器。作为激光器，可以使用诸如固态激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器等各种类型的激光器。照射定时、光强度等由未图示的光源控制单元控制。光源控制单元通常与光源集成在一起。在本发明中，使用的光源的波长期望是这样的波长，其中光以该波长被传播到被检体的内部。更具体地，如果被检体是活有机体，那么光的波长不小于500nm并且不大于1200nm。
(被检体13和光吸收体14)
这些元件不构成本发明的光声图像形成设备的一部分，但是在下面被描述。根据本发明的光声图像形成设备的主要目的是用于血管的对比度成像、人和动物中的恶性肿瘤或脉管疾病的诊断、化疗的追踪观察等。因此，设想到，被检体13是活有机体，更具体地是人或动物中的诊断部位，例如胸部、手指、脚等。在诸如老鼠的小动物的情况下，整个动物是被检体而不是特定部位。
被检体内部的光吸收体14指示被检体内部具有相对高的吸收系数的被检体。虽然取决于使用的光的波长，但是，如果人类是测量被检体，那么光吸收体14可以对应于含氧或脱氧血红蛋白、或者包含大量含氧或脱氧血红蛋白的血管、或包含大量新血管的恶性肿瘤。在本发明中，“被检体信息”是指通过光的照射产生的声波产生源分布，并且这是指有机体内部的初始声压分布或者吸收光能量密度分布或者由这些得到的吸收系数分布。而且，“被检体信息”是指构成活组织的物质(特别地，含氧还原血红蛋白)的密度分布。例如，物质的密度分布是氧饱和度等。形成为图像的被检体信息被称为“图像数据”。
(保持板16)
为了在宽的范围上使被检体与声波探测器17的检测元件22声耦合，被检体13上的接触表面被保持板16变平。通常，为了保持被检体13或将被检体13保持均匀的形状，使用保持板16。为了有效地接收声波，期望选择接近于被检体的声阻抗的用于保持板的材料。例如，如果被检体是胸部，那么期望地，用聚甲基戊烯(polymethyl pentene)形成的板是期望的。板的形状期望是平板，但是可以使用能够在声波接收器和板安装表面之间实现紧密接触的任何形状。如果板是平板，那么从声波的衰减等角度来看，板厚度越薄越好，但是板应该期望具有防止板的形状的变形的厚度。通常，板具有约5mm至10mm的厚度。假若可以将与保持板的功能相似的功能赋予声波探测器的检测表面，那么在本发明中可以省略保持板16。
(声波探测器17)
声波探测器17是检测由于脉冲光而在被检体的表面和被检体的内部等处产生的光声波的检测器，并且，声波探测器17检测声波，然后将该波转换为模拟电信号。在下文中，声波探测器17也被简单地称为探测器或换能器。只要探测器能够检测声波信号，那么可以使用任何类型的声波探测器，例如，基于压电效应的换能器、基于光共振的换能器或者基于电容变化的换能器等。在根据本实施例的声波探测器17中，通常，一维或二维地布置多个检测元件22。通过以此方式使用元件的多维布置，可以同时检测多个位置中的声波，并且可以缩短测量时间。结果，可以减少被检体的振动效应等。
(信号获取系统18)
期望地，根据本实施例的光声图像形成设备具有信号获取系统18，该信号获取系统18放大从声波探测器17获得的电信号并将该电信号从模拟信号转换为数字信号。信号获取系统18通常由放大器、A/D转换器、FPGA(现场可编程门阵列)芯片等构成。期望地，如果从声波探测器17获得多个检测信号，那么信号获取系统18能够同时处理这多个信号。通过这种方式，可以缩短形成图像所花费的时间。在本说明书中，“检测信号”是这样的概念，该概念还包括从声波探测器17获取的模拟信号通过AD转换而获得的数字信号。检测信号也可以被称为“光声信号”。
(信号处理单元19)
信号处理单元19的主要作用是处理从信号获取系统18获得的数字信号，然后执行图像重构以创建来自被检体的内部的光学特征值信息的图像。此外，根据本发明的信号处理单元19在从信号获取系统18获得的数字信号中检测、以及减少或删除由与被检体没有声学接触的区域21中的检测元件接收到的不需要的声波信号，该处理是本发明的一个特有特征。结果，可以减少由这种不需要的声信号导致的图像劣化。
现在，接下来的是对与这里提及的被检体没有声学接触的区域21的描述。更具体地，如图1所示，区域21是这样的区域，在该区域中，在从声波探测器17的检测元件22的检测表面的中心引出的垂直线上，被检体13和探测器的检测表面没有经由保持板16或诸如凝胶体的其它声波传输材料而处于物理接触。换句话说，这是指在穿过被检体13和检测元件22引出的垂直线上介入有诸如空气的不容易传输声波的介质的区域。在图1中，将与被检体没有声学接触的检测元件作为检测元件22b，而将与被检体声学接触的检测元件作为检测元件22a。
通常，诸如工作站的计算机通常被用于信号处理单元19，并且检测信号处理和图像重构处理等由预先编程的软件来执行。在工作站中使用的软件包括，例如，信号确定模块19a、信号处理模块19b和图像重构模块19c。
信号确定模块19a基于接收到的信号来确定在与被检体没有声学接触的区域中的检测元件22b。信号处理模块19b通过校正由被确定为与被检体没有声学接触的区域21中的检测元件22b的检测元件接收到的信号来产生校正的检测信号。图像重构模块19c使用该校正的信号来执行图像重构。
这里，如图1所示，信号确定模块19a、信号处理模块19b和图像重构模块19c通常被作为诸如工作站和相关软件的计算机操作，因此通常被视为单个的信号处理设备19。在本发明中，信号确定模块对应于信号确定单元，信号处理模块对应于信号获取单元，并且图像重构模块对应于图像处理单元。
信号确定模块19a和信号处理模块19b的基本功能是，根据由信号获取系统18获得的数字信号确定在与被检体没有声学接触的区域中的检测元件22b。然后，对由这样确定的检测元件接收到的数据执行校正处理，例如，不需要的信号减少处理等。在下文中描述该处理方法的细节。图像重构模块19c的基本功能是，通过使用从信号处理模块19b获得的校正的检测信号数据，基于图像重构来形成图像数据。例如，使用的图像重构算法是如层析成像技术中通常使用的时域或傅立叶域中的逆投影。如果大量的时间可用于重构，那么可以使用诸如使用重复处理的迭代方法的图像重构方法。如NPL 1中所描述的，可以采用各种方法作为PAT中的图像重构技术。典型的图像重构方法是傅立叶变换方法、通用逆投影方法、去卷积方法、滤波逆投影方法、迭代重构方法等。在本发明中，可以使用任何类型的图像重构技术。
(显示设备20)
显示设备20是显示由信号处理单元19输出的图像数据的设备，并且通常采用液晶显示器等。显示设备还可以与根据本发明的光声图像形成设备分开地设置。
(检测信号处理)
接下来，将参照图2和图3描述由信号处理单元19执行的并且是本发明的一个特有特征的对检测信号中的不需要的信号的校正处理方法的一个例子。下面给出的步骤编号与图2中的步骤编号一致。
步骤(1)(步骤S201)：分析检测信号并确定与被检体没有声学接触的检测元件的步骤。
例如，在信号确定模块19a中，通过使用从与被检体没有声学接触的检测元件22b接收到的信号的特征来确定不在与被检体声学接触的状态下的检测元件。图3A是由与被检体没有声学接触的检测元件22b接收到的信号的一个例子，而图3B是由与被检体声学接触的检测元件22a接收到的信号的一个例子。图中的水平轴表示样本号，并且在20MHz采样的情况下，每50纳秒执行一次测量。垂直轴表示接收到的声波的强度。换句话说，在20MHz采样的情况下，水平轴示出样本号乘以50纳秒的采样时间。在正常的光声成像的情况下，光照射的定时被取为0秒。
比较图3A和3B，在图3B中没有检测到图3A中的虚线B指示的信号。该信号是当在声波探测器的表面处产生的光声波(虚线A指示的区域中的信号)在保持板16和空气之间的界面处被完全反射并再次作为声波被接收时所接收到的。换句话说，如果检测元件是与被检体没有声学接触的检测元件22b，那么这是作为大信号接收到的信号。由于信号在与空气的界面处被反射，那么该信号的特有特征是，相对于虚线A指示的区域中的信号，相位相反(波形相反)。
此外，如果已知保持板16的厚度和声音在保持板16中的速度，那么可以预先预测将在特定的定时处(例如，在图3A中的t1处)检测到该信号。图3B中的虚线C指示的区域中的信号在图3A中没有被测量到，因此该信号被推定为是由在被检体内部产生的光声波产生的。
接下来，将描述确定与被检体没有声学接触的检测元件22b的方法。
图3A中的虚线A指示的区域中的信号是由于光直接照射到探测器的表面上而产生的检测信号(光声信号)。该信号可以在图3B中被观察到，但是，图3A和图3B的比较示出，图3A中的强度明显更大。例如，如果检测元件与被检体声学接触，那么检测元件的表面覆盖被检体，因此脉冲光没有直接到达检测元件的表面。例如，假设光声波由漫射光等产生，那么只观察到小信号。
另一方面，如果检测元件与被检体没有声学接触，那么当光从与探测器相对的一侧照射到被检体上时，如图1所示，那么光直接照射到检测元件的表面上，并且从检测元件的表面观察到大信号。更具体地，可以通过比较该信号的强度来确定与被检体没有声学接触的检测元件。更具体地，示出等于或大于预定阈值的强度的检测元件被确定为与被检体没有声学接触的检测元件。这里提及的预定阈值是由实验确定的值，例如，通过当不存在被检体时将光直接照射到声波探测器的表面上产生的检测信号(光声信号)的峰值的一半。此外，由于该阈值是设备的固有值，所以期望分别针对每个设备来调整阈值。指定预定阈值的定时可以紧邻在实际测量之前，或者可针对每种类型的设备预先指定阈值。例如，通过在存储器(存储器单元)中存储由此指定的预定阈值，可以在任何时间使用该值。
此外，可以设想下面的方法作为可替换的方法。图3A中的虚线A和虚线B指示的波形是由与被检体没有声学接触的检测元件22b接收到的信号的特征。因此，将这两个信号用作模板，以获得与整个检测信号的相关性。通过该相关性，可以确定由与被检体没有物理接触的检测元件接收到的信号和由与被检体声学接触的检测元件接收到的信号。在这种情况下，虚线A指示的部分是基于第一声波的检测信号。更具体地，示出等于或大于预定阈值的相关性的检测元件被确定为与被检体没有声学接触的检测元件22b。例如，如果在信号完全匹配时相关值是1，那么这里提及的预定阈值是0.2。但是，由于该阈值是设备的固有值，所以期望分别针对每个设备来调整阈值。指定这些阈值的定时可以紧邻在实际测量之前，或者可针对每种类型的设备预先指定这些值。例如，通过在存储器(存储器单元)中存储由此指定的预定阈值，可以在任何时间使用该值。
这里描述的确定方法仅仅是一个例子。本发明的实质在于提取和确定由与被检体没有声学接触的检测元件接收到的信号的特征，并且假若不偏离该实质的范围，可以采用任何方法。
处理(2)(步骤S202)：从在S201中确定的检测元件的信号中消除不需要的信号的步骤。
例如，在信号处理模块19b中，通过删除由被确定为与被检体没有声学接触的检测元件22b接收到的全部信号，创建新的检测信号组。可替换地，通过将由被确定为与被检体没有声学接触的检测元件22b接收到的信号减少到零，产生校正的信号。一般来说，当检测元件22与被检体没有声学接触时，它不能接收在被检体内部产生的光声波。因此，在与被检体没有声学接触的区域中接收到的全部数据无助于当创建被检体内部的初始压力分布或光能量密度分布的图像时产生的图像。因此，可以将所有的数据设置为零，或者删除检测信号自身并且假设不存在检测元件。换句话说，在本步骤中，通过执行诸如上述处理的处理，产生与从信号获取系统18获得的数字信号分离的信号，换言之，校正的数字信号。
处理(3)(步骤S203)：通过使用在S202中获得的检测信号执行图像重构的步骤。
例如，通过使用在S202中获得的校正的检测信号执行图像重构，从而形成与被检体15的初始压力分布或光能量密度分布有关的图像。关于该处理，可以使用通常在光声层析成像中采用的任何类型的图像重构处理。例如，采用时域或场域中的逆投影的方法等。
通过执行上述步骤，如图1中的例子一样，在检测元件22的一部分与被检体13没有声学接触的情况下，可以消除对形成被检体的内部的图像来说不需要的信号。结果，可以提供示出很少的图像劣化的光声图像形成设备。
<第一实施例>
现在将描述采用应用本实施例的光声层析成像的光声图像形成设备的一个例子。这里参照图1中的示意图来描述该图像形成设备。在本实施例中，将Q开关YAG激光器用作光源11，Q开关YAG激光器以1064nm的波长产生约10纳秒的脉冲光。从脉冲光12发射的光脉冲的能量是0.6J，并且使用诸如反射镜和扩束器等光学系统将脉冲光扩宽到约2cm的半径。随后，光学系统被设置为能够在与声波探测器17相对的一侧将脉冲光照射到被检体上。
模拟胸部形状的模型被用作被检体13。使用聚氨酯橡胶、氧化钛和墨来制备胸部形状的模型，使得降低的散射系数和吸收系数基本上与胸部相同。具有2mm的直径的三个圆棒形囊被埋入模型中作为光吸收体14。此外，胸部形状的模型具有弯曲的表面形状。因此，为了使形状平坦并实现与声波探测器17的声耦合，形成为10mm厚的聚甲基戊烯的保持板16被安装在声波探测器17和胸部形状的模型13之间。图4A示出在这种情况下从聚甲基戊烯侧拍摄的胸部形状的模型的照片。如图4A所示的，胸部形状的模型没有与聚甲基戊烯的整个区域紧密接触。在该区域中，空气介入在模型和检测元件之间，因此模型和检测元件不能声耦接。结果，来自没有紧密接触的该区域中的检测元件的信号是图像劣化的原因。
此外，如图1所示，在以此方式设置的胸部形状的模型的与声波探测器17相对的表面上，脉冲光12照射到该模型上。声波探测器17采用由以二维配置布置的多个检测元件22形成的2D阵列型探测器。此外，如图1所示，由2D阵列型声波探测器17测量的区域的一部分包括与胸部形状的模型没有声学接触的区域21。
接下来，产生的光声波被2D阵列型声波探测器17的多个检测元件22接收到。通过使用包括放大器、A/D转换器和FPGA的信号获取系统18，获得这些元件的检测信号作为光声信号的数字信号。随后，获得的数字信号被传输到形成信号处理器19的工作站(WS)并被保存在WS中。随后，由作为WS内部的软件程序的信号确定模块19a和信号处理模块19b来分析数字信号。
在本实施例中，通过使用在检测元件的表面处产生的光声波的接收强度，执行信号确定。确定方法如下。更具体地，在接收到的声波信号中，在图3中的区域A所指示的初始测量时间段期间观察到的在检测元件表面处产生的光声波的最大值被检测到。如果该最大值大于一定值，那么该最大值被作为从与胸部形状的模型没有声学接触的检测元件22b接收到的信号。该区域中的信号与噪声相比充分大，因此该信号可以以稳定的方式被确定。在本实施例中，如果信号的强度是200或以上，那么该信号被判定为来自与胸部形状的模型没有声学接触的检测元件22b的信号，并且，如果强度小于200，那么该信号被判定为来自与胸部形状的模型声学接触的检测元件22a。另外，形成校正的信号，其中，由与胸部形状的模型没有声学接触的检测元件22b接收到的信号全部被设置为零。
随后，使用以此方式创建的校正的信号，在作为WS中的软件程序的重构模块19c中执行图像重构。这里，通过使用多种图像重构技术当中的作为时域方法的通用逆投影方法来创建三维体数据。图4C示出在这种情况下获得的图像的一个例子。图4C示出通过在三维图像数据中对在所有的吸收体可被成像的方向上的最大亮度进行投影而获得的MIP(最大强度投影)图像。随后，使用在WS中保存的未校正的数字信号，通过如上所述地采用的图像重构技术来计算图像。图4B示出在这种情况下获得的图像的一个例子。图4B是这样的MIP图像，其中，根据三维图像数据对在所有的吸收体可被成像的方向上的最大亮度进行投影。
现在将比较图4B和4C。在从与胸部形状的模型没有声学接触的检测元件接收到的信号中，如图3A中的虚线B所示，观察到在探测器的表面处产生的光声波的反射波，因此由该信号产生的图像呈现为图4B中的区域B。图3中的虚线B的区域是水平地存在于某一深度处的伪像，并且这是由如上所述的在探测器的表面处产生的光声波的反射波引起的。另一方面，在图4C中，删除了这种不需要的信号，因此仅仅呈现由在模型内部产生的光声波引起的图像C，例如，图3B中的虚线C所指示的图像。当测量诸如胸部的体组织时，不可能区分由在胸部内部产生的声波所产生的图像和其它图像，因此，这种不需要的图像A会导致误诊断。换句话说，在诊断图像方面，图4C中的图像可以被视为优良的。
根据上文，通过从与被检体没有声学接触的检测元件的检测信号中消除对于图像形成来说不需要的信号，可以提供能够产生具有很少的劣化的图像的光声图像形成设备，该具有很少的劣化的图像作为诊断图像优于现有技术。
<第二实施例>
现在将参照图5描述采用应用本实施例的光声层析成像的光声图像形成设备的一个例子。在本实施例中，使用基本上与第一实施例的模型和测量系统相同的模型和测量系统。但是，与图1中的设备的示意图相比，这里，如图5所示，从声波探测器17侧，在胸部形状的模型的方向上照射光12。而且，为了形成整个胸部形状的模型的图像，执行声波探测器17和光12的扫描动作。
在这种类型的设备中，在本实施例中，类似于第一实施例，在获取产生的光声波的数字信号之后，获得的数字信号被传输到形成信号处理器19的工作站(WS)并被保存在WS中。随后，由作为WS内部的软件程序的信号确定模块19a和信号处理模块19b来分析数字信号。
在本实施例中，确定与被检体没有声学接触的检测元件22b的方法采用诸如下述方法的方法。类似于第一实施例，当从声波探测器侧照射脉冲光12时，则由于光被照射到探测器表面而产生光声波。而且，由于光声波在保持板16和空气之间的界面处被完全反射，于是再次接收到具有相反相位的光声波。由于这两个声波的接收时间之差是均匀的，如图3A中的区域A和B之间的关系所示，并且由于其形状也是唯一的，于是可以通过使用该形状来确定这些波。
现在将描述所采用的特定的确定方法。首先，在没有模型的组成中，测量当光直接照射到探测器的表面上时接收到的信号，并且从测量的信号中提取在探测器的表面处产生的光声波和当该声波在保持板处被反射时再次接收到的信号。提取的信号作为模板被保存在形成信号处理器19的工作站(WS)中。随后，计算该模板和所有的接收信号之间的相关性，并且具有高相关值的检测信号被确定为是由与被检体没有物理接触的检测元件接收到的信号。而且，以此方式确定的来自检测器的检测信号不被视为检测信号，并且创建排除这些信号的新的校正的信号。
随后，使用以此方式创建的校正的信号，在作为WS中的软件程序的重构模块19c中执行图像重构。这里，与第一实施例相比，通过使用傅立叶域来创建三维体数据。通过这种方法获得的胸部形状的模型的图像类似于图4C中的图像，并且获得比作为通过传统技术获取的图像的图4B更清晰的图像。
根据上文，可以通过确定检测信号的形状来确定与被检体没有声学接触的检测元件，并且可以通过从检测信号中消除对图像形成来说不需要的信号，提供具有很少的图像劣化的光声图像形成设备。
<第三实施例>
现在将描述采用应用本实施例的光声层析成像的光声图像形成设备的一个例子。在本实施例中，除了没有保持板16以外，使用与第一实施例相同的模型和测量系统。首先，类似于第一实施例，在获取通过脉冲光12的照射而产生的光声波的数字信号之后，获得的数字信号被传输到形成信号处理器19的工作站(WS)并被保存在WS中。随后，在作为WS中的软件程序的信号确定模块和信号处理模块中分析数字信号。在本实施例中，类似于第一实施例，通过使用在探测器的表面处产生的光声波的接收强度，确定与模型没有声学接触的检测元件。随后，删除来自被确定为与模型没有声学接触的检测元件的全部数据，并且仅仅使用来自与模型声学接触的检测元件的检测信号来执行图像重构。通过这种方法获得的图像类似于图4C中的图像，并且获得比作为通过传统技术获取的图像的图4B更清晰的图像。
根据上文，即使没有保持板，通过分析检测信号的强度，也可以确定与被检体没有声学接触的检测元件，并且通过消除这些元件的检测信号，可以提供具有很少的图像劣化的光声图像形成设备。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。下述的权利要求的范围应该被赋予最广义的解释，以涵盖所有这样的修改以及等同结构和功能。
本申请要求2011年4月12日提交的日本专利申请第2011-88312号的权益，其全部内容通过引用合并于此。
Claims (15)
1.一种被检体信息获取设备，其特征在于，包括：
多个检测元件，配置成将从用光照射的被检体产生的声波转换为多个信号，以及
信号处理单元，包括信号确定单元，该信号确定单元被配置成基于在所述多个信号中是否存在相位与从被检体产生的声波的相位相反的相反信号，确定所述多个检测元件是否与被检体声学接触。
2.根据权利要求1所述的被检体信息获取设备，其中，所述信号处理单元还包括信号获取单元和图像处理单元，其中，
信号确定单元进一步被配置成基于在所述多个信号中是否存在所述相反信号，确定所述多个检测元件当中的不与被检体声学接触的至少一个检测元件，
信号获取单元被配置成通过从所述多个信号中减少从所述至少一个检测元件输出的至少一个信号来产生多个校正的信号，
图像处理单元被配置成使用所述多个校正的信号来产生被检体信息。
3.根据权利要求2所述的被检体信息获取设备，其中，所述信号获取单元进一步被配置成通过将所述至少一个信号减少到零来产生所述多个校正的信号。
4.根据权利要求1所述的被检体信息获取设备，其中，所述信号处理单元还包括图像处理单元，其中，
信号确定单元进一步被配置成基于在所述多个信号中是否存在所述相反信号，确定所述多个检测元件当中的不与被检体声学接触的至少一个检测元件，
图像处理单元被配置成从所述多个信号当中，在没有从所述至少一个检测元件输出的至少一个信号的情况下产生被检体信息。
5.根据权利要求4所述的被检体信息获取设备，其中，所述图像处理单元进一步被配置成使用所述多个信号中的除所述至少一个信号之外的信号来产生被检体信息。
6.根据权利要求1所述的被检体信息获取设备，其中，所述信号确定单元进一步被配置成确定所述多个信号是否包括所述相反信号。
7.根据权利要求6所述的被检体信息获取设备，还包括：存储单元，该存储单元存储相位与从被检体产生的声波的相位相反的预定模板信号，
其中，所述信号确定单元进一步被配置成基于预定模板信号与所述多个信号之间的相关值来确定所述多个信号是否包括所述相反信号。
8.根据权利要求7所述的被检体信息获取设备，还包括：保持板，该保持板配置成保持被检体，
其中，所述存储单元存储如下的预定模板信号，该预定模板信号是基于与第一声波对应的信号和与已经由保持板反射的第一声波的反射波对应的信号而创建的。
9.根据权利要求7所述的被检体信息获取设备，其中，所述相反信号是与预定模板信号的相关值等于或大于阈值的信号。
10.根据权利要求9所述的被检体信息获取设备，其中，所述信号确定单元可调整地调整所述阈值。
11.根据权利要求1所述的被检体信息获取设备，还包括：保持板，该保持板配置成保持被检体。
12.根据权利要求11所述的被检体信息获取设备，其中，所述信号确定单元进一步被配置成：基于是否存在在如下定时处输出的所述相反信号来确定所述多个检测元件是否与被检体声学接触，所述定时是根据所述保持板的厚度和声音在所述保持板中的速度而确定的定时。
13.根据权利要求2所述的被检体信息获取设备，还包括：保持板，该保持板配置成保持被检体，
其中，所述信号确定单元进一步被配置成：确定具有在如下定时处输出的所述相反信号的所述至少一个检测元件，所述定时是根据所述保持板的厚度和声音在所述保持板中的速度而确定的定时。
14.一种被检体信息获取设备，其特征在于，包括：
检测元件，配置成将从用光照射的被检体产生的声波转换为信号，以及
信号处理单元，包括信号确定单元，该信号确定单元被配置成基于在所述信号中是否存在相位与从被检体产生的声波的相位相反的相反信号，确定所述检测元件是否与被检体声学接触。
15.一种被检体信息获取设备，其特征在于，包括：
保持板，配置成保持被检体，
检测元件，配置成将从用光照射的被检体产生的声波转换为信号，以及
信号处理单元，配置成：
通过减少所述信号中的在根据所述保持板的厚度和声音在所述保持板中的速度而确定的定时处输出的相反信号，来产生校正的信号，其中该相反信号的相位与从被检体产生的声波的相位相反，以及
使用校正的信号来产生被检体信息。
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