CN109124573A - 被检体信息获取装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种被检体信息获取装置。该被检体信息获取装置包括：光照射单元，被配置为用光照射被检体；探头，被配置为检测由于光照射而在被检体中生成的声波；移动单元，被配置为改变探头和被检体之间的相对位置，以及控制单元。控制单元被配置为控制移动单元移动探头以使得探头多次进行循环移动。移动单元被控制为使得当在第一次循环移动期间被检体被用光照射时探头相对于被检体的相对位置不同于当在第一次循环移动之后相继执行的第二次循环移动期间被检体被用光照射时探头相对于被检体的相对位置。

Description

被检体信息获取装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测从被检体传播的声学波的装置和用于控制该装置的方法。

背景技术

在用于检测在被检体中生成的光声波的光声波获取中，已知的是在检测光声波的同时相对于被检体相对地移动探头。可以通过在不同位置处检测光声波来减少在基于光声图像生成的图像中出现的伪像。日本专利申请公开No.2016-137053讨论了在移动探头以追踪螺旋形或圆周轨迹的同时检测光声波。可以通过在移动探头以沿着轨迹多次循环的同时重复测量来相继多次地测量同一个感兴趣区域。

发明内容

本发明人已经发现，根据日本专利申请公开No.2016-137053，如果探头被移动以沿着相同路径多次循环并且连续多轮在相同的位置处检测到声学波，则由于声学波的固定的检测位置，伪像的减少可能不足。

根据本发明的一方面，一种被检体信息获取装置包括：光照射单元，被配置为用光照射被检体；探头，被配置为检测由于用光照射而在被检体中生成的声学波；移动单元，被配置为改变探头和被检体之间的相对位置；以及控制单元，其中，控制单元被配置为控制移动单元移动探头以使得探头多次进行循环移动，并且其中，移动单元被控制为使得当在第一次循环移动期间被检体被用光照射时探头相对于被检体的相对位置不同于当在第一次循环移动之后相继执行的第二次循环移动期间被检体被用光照射时探头相对于被检体的相对位置。

从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得清楚。

附图说明

图1是例示说明根据本发明的示例性实施例的被检体信息获取装置的配置的框图。

图2A和2B是例示说明根据第一示例性实施例的探头的移动和操作定时的示图。

图3A、3B、3C和3D是根据第一示例性实施例的探头如何移动的示图。

图4A和4B是例示说明根据第一示例性实施例的探头如何移动的示图。

图5A和5B是例示说明根据第一示例性实施例的探头如何移动的示图。

图6是例示说明根据第一示例性实施例的探头如何移动的示图。

图7是例示说明根据第二示例性实施例的探头的配置例子的示图。

图8是例示说明根据第二示例性实施例的探头如何移动的示图。

具体实施方式

下面将参照附图来详细描述示例性实施例。下文描述的本发明的每个实施例可以单独实施或者作为必要时的多个实施例或特征的组合，或者在单个实施例中从单个实施例中的元素或特征的组合是有益的。类似的组件原则上用相同的附图标记指定，并且其描述将被省略。下面描述的详细计算公式和计算过程可以根据本发明的示例性实施例所应用到的装置的配置以及各种条件、视情况修改。计算公式和过程并不意图使本发明的范围限于以下描述。

根据本发明的示例性实施例的被检体信息获取装置包括使用光声效应的装置，该装置用如近红外光之类的光(电磁波)照射被检体(如乳房、面部和手掌)，并且接收在被检体中生成的声学波以获得被检体信息作为图像数据。

在使用光声效应的装置的情况下，将被获得的被检体信息可以指：通过光照射生成的声学波的源分布、被检体中的初始声压、从初始声压分布推导的光能吸收密度分布或吸收系数分布、或者构成组织的物质的浓度分布。物质的浓度分布的例子包括氧饱和度分布、总血红蛋白浓度分布、以及氧合血红蛋白和还原血红蛋白浓度分布。

作为多个位置处的被检体信息的特性信息可以作为二维或三维特性分布获得。特性分布可以被生成为指示被检体内部的特性信息的图像数据。如本文所采用的，声学波通常是指超声波，并且包括弹性波，这些弹性波被称为音波和超声波。通过光声效应生成的声学波被称为光声波或光超声波。声学波检测器(如探头)接收在被检体中生成的声学波。

图1是例示说明根据本发明的第一示例性实施例的被检体信息处理装置的框图。根据第一示例性实施例的被检体信息处理装置包括：配备有多个声学波检测元件001的支撑构件002，照射光学系统003，透射系统004，光源005，接收电路系统006，传感器阵列移动机构007，图像生成单元008，图像处理单元009，图像显示单元010，系统控制单元011，以及被检体保持构件012。在下面，支撑构件002与声学波检测元件001一起可以被表达为传感器阵列002。

探头包括支撑构件002和布置在支撑构件002上的多个声学波检测元件001。声学波检测元件001检测从被检体013传播的光声波，并且将光声波转换为电信号(以下，也被称为光声信号)。声学波检测元件001可以通过使用任何元件来实现，包括使用压电现象的元件、使用光共振的元件、以及使用静电电容变化的元件。声学波检测元件001不限于此，并且可以接收声学波的任何元件都可以被使用。在本示例性实施例中，支撑构件002具有半球形内表面形状。多个声学波检测元件001的声学波检测表面沿着内表面布置。声学波检测元件001的最高接收灵敏度的方向或方向轴因此集中于半球的中心附近。可以从在其中所述多个声学波检测元件001的高接收灵敏度的方向集中的区域比从其他区域获得更高准确度的被检体信息。支撑构件002不限于半球形形状。支撑构件002可以被形成为被切割具有任意横截面的椭球，或者被配置为多面体，只要所述多个声学波检测元件001的高接收灵敏度的方向集中于预定区域上即可。支撑构件002可以一维地或二维地支撑多个声学波检测元件001。通过使用其中多维地布置多个声学波检测元件001的这样的探头，可以用缩短的测量时间、同时在多个位置处接收声学波。

如本文所采用的，高分辨率区域是指在其中获得的接收灵敏度高于或等于由声学波检测元件001的布置限定的最大接收灵敏度的位置处的接收灵敏度的1/2的区域。在本示例性实施例的配置中，半球形支撑构件002的中心是最大接收灵敏度的位置。高分辨率区域是从半球的中心各向同性地展开的球形区域。

光源005基于来自系统控制单元011的控制信号来发射光。从光源005发射的光束的形状由照射光学系统003改变，并且被检体013被用所得光束照射。光源005可以生成具有大约为10至100纳秒的脉宽的脉冲光。这使得能够高效地生成光声波。光源005优选地是生成高输出以使得光到达被检体013的深部的激光器。然而，这不是限制性的。发光二极管或闪光灯可以用来代替激光器。各种激光器(如固态激光器、气体激光器、染料激光器和半导体激光器)可以应用作为用于光源005的激光器。光源005优选地生成具有使得光传播到被检体013的内部中的波长的光。例如，如果被检体013是活体，则波长可以为500nm或更大并且不大于1200nm。光源005可以使用连续可变波长的高输出激光器。例子可以包括Nd:YAG激发的Ti:Sa激光器和变石激光器。光源005可以包括具有不同波长的多个单波长激光器。

从光源005发射的光经由透射系统004透射到照射光源003，照射光源003是光照射单元。被检体013中的光学吸收体(如果被检体013是活体，比如新血管和肿瘤)通过吸收如上所述的照射被检体013的光的能量来生成光声波。透射系统004的例子可以包括铰接臂，该铰接臂包括由包括内置反光镜的关节连接的多个空心波导以使得光可以传播通过波导。光学元件(如反光镜和透镜等)可以用于引导光并且使光传播通过空的空间。透射系统004可以包括成束光纤。

接收电路系统006将采样处理和放大处理应用于从所述多个声学波检测元件001输出的接收信号，将接收信号转换为数字信号，并且将数字信号送出到图像生成单元008。例如，接收电路系统006包括信号放大器，比如运算放大器和模/数转换器(ADC)等。

图像生成单元008通过使用从接收电路系统006发送的数字信号来执行图像重构处理。图像重构是指例如用于使用滤波反投影(FBP)来计算被检体013中的光声波的初始声压分布p(r)的处理。FBP是使用例如以下方程(1)的图像重构方法：

在以上方程(1)中，dS₀是检测器大小，S₀是用于重构的开口的大小，p_d(r,t)是每个声学波检测元件001接收的信号，t是接收时间，r₀是每个声学波检测元件001的位置。

图像生成单元008将通过执行前述图像重构处理而生成的重构数据送出到图像处理单元009。例如，图像处理单元008可以包括中央处理单元(CPU)(包括多核CPU)、现场可编程门阵列(FPGA)、工作站或其他硬件。

图像处理单元009对由图像生成单元008生成的重构数据执行例如增益校正处理，并且应用高斯滤波器或中值滤波器来抑制噪声分量。图像处理单元009然后在特定的方向上生成最大强度投影(MIP)图像或生成其中颜色、饱和度和/或亮度根据特定方向上的位置或离特定点或平面的距离而改变的投影图像，并且将所得图像作为图像数据输出。图像处理单元009进一步对由操作者指定的区域执行各种类型的图像处理，比如增强处理，并且将图像显示数据送出到图像显示单元010。图像处理单元009与系统控制单元011一起还用作显示控制单元。

图像显示单元010用作用户接口，并且将输入的图像显示数据显示为可见图像。图像显示单元010包括显示图像的显示单元。图像显示单元010可以包括触摸面板，并且还用作用于从用户接受指令的输入单元。显示单元和输入单元可以被配置为单独的硬件。

上述组件可以用常见硬件实现。例如，图像生成单元008和图像处理单元009可以集成为用作图像生成单元008和图像处理单元009的信号处理单元。

用作移动单元的传感器阵列移动机构007相对于被检体013相对地移动包括支撑构件002和声学波检测元件001的探头。因为只要探头和被检体013之间的相对位置改变就可以获得类似的效果，所以可以在探头被固定到位的情况下移动被检体013。可以通过既移动探头、又移动被检体013来改变探头和被检体013之间的相对位置。传感器阵列移动机构007包括用于相对于被检体013相对地移动支撑构件002的可移动台架，并且可以进行示图中的x-y平面内的二维相对移动以及进一步包括z方向的三维相对移动。

图2A是示意性地例示说明根据本示例性实施例的传感器阵列002的移动的示图。图2A例示说明在传感器阵列移动机构007在x-y平面内移动探头的情况下探头的高分辨率区域的中心描绘的轨迹(路径)201。在示图中，位置Pos1、Pos2和Pos3分别表示当被检体013被用光照射时高分辨率区域的中心在定时Te1、Te2和Te3的位置。围绕位置Pos1、Pos2和Pos3的虚线圆示意性地指示高分辨率区域在相应位置Pos1、Pos2和Pos3处的范围。

光照射是在其中高分辨率区域重叠的多个位置处执行的，并且图像重构是通过使用获得的光声信号执行的。在高分辨率区域中，许多声学波检测元件001的高方向性区域重叠。在这样的区域中生成的光声信号因此可以以高信噪(SN)比获得。因为图像重构是通过使用从其中传感器阵列002相对于被检体013的相对位置不同的场所获得的光声图像执行的，所以通过图像重构获得的图像上的伪像可以被抑制。

接着，将描述图像生成单元008和图像处理单元009的操作。图像生成单元008通过使用从接收电路系统006输出的光声信号来执行图像重构，并且输出所得的体数据。图像重构是对每次光照射时获得的光声信号单个地执行的。图像处理单元009组合多条光声体数据以计算其中伪像被抑制的组合体数据。体数据和组合体数据在下文中将分别也被称为图像数据和组合图像数据。在图2A和2B所示的例子中，体数据V1是通过如下操作获得的：在高分辨率区域的中心位于位置Pos1处的定时执行光照射，并且通过使用获得的光声信号在包括围绕位置Pos1的虚线高分辨率区域的空间的周围执行图像重构。接着，体数据V2是通过如下操作获得的：在高分辨率区域的中心位于位置Pos2处的定时执行光照射，并且通过使用获得的光声信号在包括围绕位置Pos2的虚线高分辨率区域的空间的周围执行图像重构。体数据V3是在高分辨率区域的中心位于位置Pos3处的情况下类似地获得的。

图像处理单元009通过在保持三条体数据V1、V2和V3之间的相对位置关系的同时组合它们来计算组合体数据V’1。以这样的方式，可以从这些条体数据V1、V2和V3获得其中重叠区域中的伪像被抑制的光声图像。为了获得这样的效果，在执行光照射时的时间点的高分辨率区域的中心的位置中的至少两个位置之间的距离L优选地满足L<R的关系。R是作为示意性地假定为布置在空间中的球形或柱形区域的高分辨率区域的半径。

可以通过控制探头的移动以使得不管传感器阵列002位于路径201上的哪个位置高分辨率区域都重叠，来使用更多的光声信号执行图像重构。这可以提供其中伪像被更加抑制的光声图像。这样的效果可以例如通过控制探头的移动以满足Rrot<R的关系来获得，其中，Rrot是圆形路径201的半径。如果探头的移动被控制为满足Rrot<R/2的关系，则高分辨率区域在循环路径内部的整个区域中重叠。从而可以获得其中伪像在更广的范围中被抑制的光声图像。

图2B是例示说明光照射定时的定时图。如图2B所示，光照射是在传感器阵列002的位置从Pos1变为Pos2、Pos3、…、PosN的同时按时间上相等的间隔执行的。接收电路系统006在每个定时获得光声信号。通过使用获得的光声信号进行的图像重构，图像生成单元008生成体数据V1、V2、…、VN。图像处理单元009通过使用三条体数据V1至V3来计算组合体数据V’1。在本例子中，组合体数据V’n是通过组合体数据Vn至V(n+2)而生成的。

图像显示单元010可以通过根据如此获得的组合体数据V’n顺序地显示图像来呈现实时更新的光声图像。因为将被组合的多条体数据是通过在其中高分辨率区域重叠的位置处接收光声波而生成的，所以可以生成特别是在重叠位置处伪像被抑制的图像。

换句话说，组合体数据是在三次光照射期间获得的光声信号的组合。如果被检体013是活体，则成像对象可能由于本体移动(如呼吸)而移动。如果组合体数据是通过使用在本体移动之前和之后获得的光声信号而生成的，则所得图像由于本体移动而模糊。因此，用于图像处理单元009进行组合的光声体的数量优选地限于使得图像不太受模糊影响的数量。例如，如果由于呼吸而导致的本体移动具有大约为0.3Hz的频率(大约3.33秒的周期)，则可以通过使用在比该周期短的时间期间获得的光声信号来获得其中本体移动的影响减小的图像。假设光照射频率为10Hz。如果用于组合的体数据的条数限于16个或更少，则可以在1.6秒内获得将用于组合的光声信号。这使得能够在本体移动的周期的大约一半或更短时间内进行组合。如果用于组合的体数据的条数限于八个或更少，则可以在0.8秒内获得将用于组合的光声信号，并且可以通过使用在本体移动的周期的大约1/4的周期内获得的光声信号来获得组合体数据。用于生成组合体数据的体数据的条数越少，获得的图像的时间分辨率越高。另一方面，用于生成组合体数据的体数据的条数越多，获得的图像的SN比越高。操作者可以被允许经由未例示的输入单元任意地设置数量。可以通过显示用于组合的体数据的条数来改进操作者的便利性。可以显示用于组合的光声信号的获取时间宽度和可以从获取时间宽度计算出的频率(Hz)，以使得操作者可以识别获得的图像的时间分辨率。这便于操作者指定将用于组合的体数据的条数和时间分辨率。

根据前述操作，在位置Pos2处获得的接收数据被包括在图像Im1和Im2中，而不是图像Im3中。在位置Pos3处获得的光声信号包括在图像Im1、Im2和Im3中，而不是图像Im4中。换句话说，在某个位置获得的光声信号或使用光声信号的体数据对显示在图像显示单元010上的图像的贡献程度随着时间的过去而减小。这使得能够在由于体数据组合而抑制伪像并且抑制时间上旧的光声数据对图像的贡献的同时更新图像。

将概括地描述前述操作。在本示例性实施例中，在相对于被检体013的不同相对位置的N个场所(N是3或更大的整数)处获得光声信号，由此获得N条体数据。对体数据中的第i条至第(i+m)条的至少两条(i+m<N；i和m这二者都是自然数)组合以生成第一组合体数据。对体数据中的第(i+n)条至第(i+n+m)条的至少两条(n是自然数)组合以生成第二组合体数据。然后，通过用基于第二组合体数据的图像更新基于第一组合体数据的图像来顺序地显示第一组合图像和第二组合图像。

如图2A所示，探头在接收光声信号的同时围绕预定区域(在本例子中，路径201的中心)重复地循环，并且通过组合多条体数据而获得的图像相继地显示。这使得操作者能够查看预定区域的移动图像。移动图像可以存储在图像处理单元009或未例示的存储单元中。

在从体数据生成组合体数据时，可以将权重分配给组合比率。例如，在通过使用体数据V(i)至V(i+m)生成组合体数据时，可以通过设置各条体数据V(i)至V(i+m)的比率α(i)至α(i+m)以使得α(i)≤α(i+1)≤α(i+2)≤α(i+3)...≤α(i+m)，来进一步减小旧的接收数据对组合体数据的贡献。

图像显示单元010可以显示获得用于生成组合图像数据的体数据所需的时间宽度(例如，从在位置Pos1处获得光声信号时的定时到在位置Pos3处获得接收信号时的定时的时间段)。这使得操作者能够找出当前显示的组合图像数据具有什么水平的时间分辨率。

可以显示在生成组合体数据时各条体数据的比率α(i)至α(i+m)的值。操作者可以被允许改变这些值，由此可以根据操作者期望的时间分辨率和伪像抑制水平来进行调整。

图像处理单元009可以提供与显示在图像显示单元010上的图像中的高分辨率区域相对应的区域相比于其他区域的增强显示。

如果包括能够发射分别不同波长的光的多个光源，或者如果单个可变波长光源用作光源005，则本示例性实施例也是适用的。例如，如果在每次脉冲光照射时切换照射被检体013的光的波长，则可以通过使用通过不同波长的光的照射而获得的光声图像或者通过使用通过相同波长的光的照射而获得的光声图像，来执行图像重构。在任一种情况下，高分辨率区域中的至少两个在光声信号的多个获取定时优选地重叠。通过仅使用通过相同波长的光的照射而获得的光声图像，可以获得特定于该波长的伪像减少的光声图像。如果使用具有相同波长的光照射的光声信号，则可以通过使用在接近的定时获得的光声信号来提供高时间分辨率的光声图像。

在本示例性实施例中，组合体数据是从时间上相继的多条体数据生成的。然而，并非一定需要被使用所有的相继的体数据。例如，假设使用可以以高重复频率发射光的光源，比如发光二极管。在这样的情况下，使用所有的相继的多条体数据导致巨大的数据量。可以通过使多条体数据中的一些变薄并且从变薄的体数据生成组合体数据来减小存储单元的容量和图像处理单元109的负荷。

将用于生成组合体数据的体数据的条数和在从多条体数据生成组合体数据时各条体数据的比率可以作为预设值存储在系统的存储单元(例如，系统控制单元011中包括的一个存储单元)中。系统控制单元011然后可以设置预设值之中的适当值，例如，根据关于诊断部门或将被观察的部分的信息。系统控制单元011可以参考患者信息，比如输入的患者标识符(ID)，并且如果同一个患者再次被成像，则显示与上一次作为候选时的设置相同的设置。系统控制单元011可以自动地选择相同的设置。

图3A至3D是示意性地例示说明在光照射的重复频率为10Hz并且传感器阵列002沿着循环路径(在本示例性实施例中，圆形路径201)循环的重复频率为3Hz的情况下在光照射定时的高分辨率区域的中心位置的示图。传感器阵列002在示图中顺时针地沿着圆形路径201移动。如图3A所示，在光照射在让传感器阵列002经过的位置Pos1、Pos2、Pos3和Pos4处执行之后，传感器阵列002经过以前是位置Pos1的地点以进入圆形路径201的第二轮。在第二轮中，如图3B所示，在位置Pos5、Pos6和Pos7处执行后续光照射。传感器阵列002进一步经过以前是位置Pos1的位置以进入第三轮。在第三轮中，如图3C所示，在位置Pos8、Pos9和Pos10处执行光照射。图3D以重叠的方式例示说明位置Pos1至Pos10。在被检体013在每轮中被用光照射时传感器阵列002相对于被检体013的相对位置因此在各轮之间是不同的。如果至少两个连续轮中的照射位置被控制为彼此不重叠，则可以通过不仅使用在第一轮中的多个位置(位置Pos1、Pos2、Pos3和Pos4)处获得的光声信号而且还使用在第二轮中的多个位置(位置Pos5、Pos6和Pos7)处获得的光声信号、执行图像重构来获得伪像抑制效果。

在图3A至3D所示的例子中，传感器阵列200在第十一次光照射时返回到位置Pos1。传感器阵列002相对于被检体013的相对位置因此在十次连续的光照射期间是变化的。可以通过使用这十次连续的光照射的光声信号执行图像重构来获得其中伪像被抑制的光声图像。

在本示例性实施例中，光照射的重复频率被描述为10Hz，传感器阵列002的循环的重复频率被描述为3Hz。然而，例如，如果光照射的重复频率为10Hz并且传感器阵列002的循环的重复频率为4Hz，可以获得类似的效果，这是因为光照射时被检体013和传感器阵列002之间的相对位置在至少连续的两轮循环中变化。为了改变每轮光照射时被检体013和传感器阵列002之间的相对位置，光照射的重复频率和循环的重复频率之间的关系可以不是整数倍。如果两个频率都是整数且是可控的，则频率可以是互质的。如果传感器阵列002被控制在重复预定的循环轮数之后返回到相同的位置，则可以减少将被存储用于传感器阵列002的位置控制的位置的数量。

假设例如光照射被控制在圆形轨迹上每一个360°/((1+√5)/2)＝大约222.5°或137.5°(＝360°-222.5°)处执行。在这样的情况下，可以使光照射时被检体013和传感器阵列002之间的相对位置在重复多轮的循环中是不同的。这可以在通过使用许多轮的光声信号执行图像重构时提供伪像抑制效果。图4A例示说明在光照射的重复频率被设置为10Hz并且传感器阵列002的循环的重复频率被设置为3.82Hz以使得光照射位置在每一个137.5°处出现的情况下一直到第九轮中的光照射位置。图4B例示说明在光照射持续五秒钟的情况下的所有的光照射位置。可以看出，所有的光照射位置都是不同的。理论上，可以通过将光照射位置在两次连续的光照射之间前进的角度设置为不可被360°除尽的数字(即，无理数)那么多来使光照射位置在重复的各轮中是不同的。在实际设计中，防止光照射位置重合一直到多少轮可以由设计者适当确定，只要在光照射时被检体013和传感器阵列002之间的相对位置在至少连续的两轮中变化即可。

假设循环路径是半径为Rrot的圆形轨迹，光照射的重复频率为FL，传感器阵列002沿着循环路径循环的重复频率为Frot。在这样的情况下，Rrot、Frot和FL优选地被设置为满足以下关系式：

2×Rrot×sin(Frot/FL×π)<R

到目前为止，循环路径被描述为圆形路径。然而，如果光照射时传感器阵列002相对于被检体013的相对位置对于每轮都是变化的，则可以获得有益效果。例如，如图5A和5B所示，传感器阵列002可以在照射位置之间成直线地移动(图5A)或者以曲线的方式移动(图5B)。如图5A中的直线移动使得传感器阵列002能够在照射位置之间按最短距离移动。前述控制参数的可行范围因此得到扩大，这是因为可以实现更快的循环移动。如图5B所示，可以使用经过光照射位置的曲线轨迹。曲线轨迹使得能够进行这样的控制，即，光照射位置之间的移动距离与圆形的循环路径相比缩短，并且改变移动方向时的加速度变化与图5A的移动模式相比减小。循环路径因此可以由直线或曲线构成。五边形、圆形和椭圆形循环移动可以类似地提供有益效果。换句话说，传感器阵列002的移动和光照射的定时可以被控制为使得当传感器阵列002围绕中心点移动720°或更大时，传感器阵列002的在第一次360°移动期间执行光照射的位置不同于传感器阵列002的在第二次360°移动期间执行光照射的那些位置。如果传感器阵列002到中心点这里的距离是恒定的，则传感器阵列002追踪圆形轨迹。可以通过改变传感器阵列002到中心点的距离来实现椭圆形轨迹、螺旋形轨迹或同心轨迹。图6例示说明到中心点的距离在第一次360°移动和第二次360°移动之间的两次连续的360°移动期间改变的例子。

图6用虚线例示说明具有各自不同的半径的圆形循环路径。例如，在实际循环中，经过位置7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G和7H的第一轮可以在不同循环半径的位置7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g和7h处执行光照射之前完成。控制循环路径的半径对于每轮以这样的方式改变可以使传感器阵列002相对于被检体013的相对位置对于每轮都是不同的。在图6中，第一轮可以经过位置7A、7D和7G完成，接着第二轮经过位置7B、7E和7H完成，第三轮经过位置7C、7F和7a完成，第四轮经过位置7d和7g完成，第五轮经过位置7b、7e和7h完成，以及第六轮经过位置7c、7f和7A完成。以这样的方式，可以对每轮更频繁地改变循环路径的半径，并且可以控制传感器阵列002相对于循环路径的中心附近(高分辨率区域重叠的区域)的相对方向在光照射之间大大地改变。可以预期这会甚至用较少的平均次数来抑制更大的伪像。

接着，将描述第二示例性实施例。本示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于使用线性探头，在该线性探头中，不同于第一示例性实施例中描述的传感器阵列002，接收元件是一维地布置的。

如图7所示，根据本示例性实施例的线性探头802包括在X轴方向上成直线地布置的接收元件801。传感器阵列移动机构007使线性探头802沿着在Y轴方向上为直的循环路径803往复。如本文所采用的，往复移动将被描述为沿着直线循环路径的循环移动。在使用线性探头802的情况下，高分辨率区域是在其中除了线性探头802中的接收元件801的阵列之外、所述多个接收元件801上提供的声学透镜的方向性也集中的区域。再次，像第一示例性实施例那样，在其中获得的接收灵敏度高于或等于最大接收灵敏度的位置处的接收灵敏度的区域将被称为高分辨率区域。在本示例性实施例中，为了简单起见，包括其上布置有接收元件801的线、并且延伸而且在垂直于线性探头802的方向(在示图中，Z轴方向)上具有厚度的区域将被称为高分辨率区域804。高分辨率区域804可以被设置为在其中可以以高灵敏度获得光声信号的区域。这样的区域是如下计算得到的：根据从挨着接收元件801的阵列布置的光照射系统805发射的光在被检体内部的展开以及接收元件801和声学透镜的方向性计算的。

图7所示的光照射系统805的位置不限于例示的位置。例如，光照射系统805可以设在线性探头802在示图中的Y轴方向上的两侧以使得高分辨率区域804被光照射。在本示例性实施例中，光照射系统805是在其相对于线性探头802的相对位置得以保持的情况下由传感器阵列移动机构007移动的。用于信号处理的方法与第一示例性实施例的方法是相同的。其描述因此将被省略。

图8是例示说明在Y轴方向上的光照射位置的时间变化的图表。图8所示的圆表示在执行光照射时高分辨率区域804的中心在Y轴上的位置。在本示例性实施例中，传感器阵列移动机构007使线性探头802和光照射系统805在Y轴方向上往复。换句话说，线性探头802和光照射系统805沿着直线循环路径移动。如图8所示，第一次往复(即，第一轮)期间的光照射位置不同于第二次往复(即，第二轮)期间的那些光照射位置。在本示例性实施例中，像第一示例性实施例那样，光照射位置因此在至少连续的两轮之间被改变。因此可以获得其中伪像被抑制的光声图像。再次，在本示例性实施例中，使两次连续的光照射时的高分辨率区域彼此重叠，以使得可以从其中高分辨率区域重叠的部分获得具有高SN比的光声信号。因此可以减少伪像，并且可以获得即使就SN比而言图像质量也有利的光声图像。

将描述本发明的第三示例性实施例。本示例性实施例使用包括二维(2-D)阵列的探头，在该2-D阵列中，接收元件是二维地布置的。即使在使用2-D阵列的情况下，在其中接收灵敏度高于或等于由接收元件的布置确定的最大接收灵敏度的位置处的接收灵敏度的1/2的区域也将被作为高分辨率区域处理。

即使在使用2D阵列的情况下，也可以通过控制探头进行循环移动以使得至少连续的两轮中的照射位置是不同的来获得伪像抑制效果。循环移动的路径可以是第一示例性实施例中描述的圆形路径或第二示例性实施例中描述的直线路径。在任一种情况下，使两次连续的光照射时的高分辨率区域彼此重叠，以使得可以从其中高分辨率区域重叠的部分获得高SN比的光声信号。因此可以减少伪像，并且可以获得即使就SN比而言图像质量也有利的光声图像。

(其他示例性实施例)

在不脱离本发明的技术构思的情况下，可以提取和组合前述示例性实施例的组件中的一些。例如，可以移动第二示例性实施例中描述的线性探头802以沿着第一示例性实施例中描述的圆形路径循环。

在前述示例性实施例中，照射光学系统003和探头被描述为整体地移动。然而，例如，可以通过使用可以改变将被发射的光的方向的照射光学系统来固定照射光学系统的物理位置。

根据前述示例性实施例，可以提供能够获得其中伪像减少的光声图像的被检体信息获取装置。

本发明的(一个或多个)实施例也可以由系统或装置的计算机来实现，该计算机读出并执行记录在存储介质(也可以被更确切地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)来执行上述实施例中的一个或多个的功能；和/或包括用于执行上述实施例中的一个或多个的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))，并且，本发明的(一个或多个)实施例也可以通过由所述系统或装置的所述计算机通过例如以下方式执行的方法来实现：从所述存储介质读出并执行所述计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多个的功能，和/或控制所述一个或多个电路执行上述实施例中的一个或更多个的功能。所述计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(CPU))、微处理单元(MPU))，并且可以包括用于读出并执行所述计算机可执行指令的单独计算机或单独处理器的网络。所述计算机可执行指令可以例如从网络或所述存储介质提供给所述计算机。所述存储介质可以包括例如以下介质中的一个或多个：硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的储存器、光学盘(比如紧凑盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光盘(BD)TM)、闪存装置、存储卡等。

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是要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 (9)

1.一种被检体信息获取装置，包括：

光照射单元，被配置为用光照射被检体；

探头，被配置为检测由于用光照射而在所述被检体中生成的声学波；

移动单元，被配置为改变所述探头和所述被检体之间的相对位置；以及

控制单元，被配置为控制所述移动单元移动所述探头以使得所述探头多次进行沿着路径移动，并且

其中，所述移动单元被控制为使得当在沿着路径第一次移动期间所述被检体被用光照射时所述探头相对于所述被检体的相对位置不同于当在沿着路径第一次移动之后相继执行的沿着路径第二次移动期间所述被检体被用光照射时所述探头相对于所述被检体的相对位置。

2.根据权利要求1所述的被检体信息获取装置，其中，所述探头包括多个声学波检测元件和支撑构件，每个声学波检测元件被配置为检测所述声学波并且生成电信号，所述支撑构件被配置为支撑所述多个声学波检测元件以使得在预定区域所述多个声学波检测元件的方向轴集中。

3.根据权利要求2所述的被检体信息获取装置，其中，所述控制单元被配置为移动所述探头，以使得在两次连续的光照射由所述多个声学波检测元件的方向轴的集中限定的高分辨率区域重叠。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的被检体信息获取装置，其中，所述沿着路径移动是沿着直线的、多边形的、圆形的、椭圆形的或螺旋形的轨迹进行的。

5.根据权利要求4所述的被检体信息获取装置，其中，如果所述路径为圆形路径，则所述圆形的半径在第一次沿着路径移动移动和第二次沿着路径移动之间是不同的。

6.根据权利要求4所述的被检体信息获取装置，其中，所述控制单元被配置为：如果所述路径为圆形，则移动所述探头以使循环移动满足以下表达式(1)：

2×Rrot×sin(Frot/FL×π)<R,...(1)

其中，Rrot是所述圆形的半径，FL是所述光的照射的重复频率，以及Frot是所述探头沿着所述路径移动的重复频率。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的被检体信息获取装置，进一步包括信号处理单元，所述信号处理单元被配置为：通过使用基于所述探头在第一次沿着路径移动期间在多个位置处检测到的声学波的多个信号和基于所述探头在第二次沿着路径移动期间在多个位置处检测到的声学波的多个信号来生成关于所述被检体的图像数据。

8.根据权利要求7所述的被检体信息获取装置，进一步包括显示控制单元，所述显示控制单元被配置为在显示单元上显示基于所述图像数据的图像。

9.一种用于控制被检体信息获取装置的方法，所述被检体信息获取装置包括探头和移动单元，所述探头被配置为检测在被用光照射的被检体中生成的声学波，所述移动单元被配置为改变所述探头相对于所述被检体的相对位置，所述方法包括：

移动探头以多次进行沿着路径移动；

沿着路径在多个位置处检测被摄体中生成声学波，

其中，至少两次连续的沿着路径移动期间，多个位置沿着路径基本上在距彼此相等的距离处。