JP2015528100A - 対象物を撮像するための撮像システムと方法 - Google Patents
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Abstract
Description
半径R=νStを有する球面殻上に対して行われる。
Claims (38)
- 検査対象の対象物(1)、特には、生体対象物を撮像するための撮像器械(100)
であり、
前記対象物(1)の照明のために配置されている光源装置(10)と、
前記対象物(1)の前記照明に応答して、前記対象物(1)により出射される光の検出のために配置されている光検出器装置(20)と、
前記対象物(1)の前記照明に応答して、前記対象物(1)において生成される音響信号を収集するために配置されている音響検出器装置(30)と、
前記対象物(1)の光学画像と光音響画像を再構築するために配置されている画像再構築装置(40)と、を備え、
前記光音響画像の撮像特性であって、前記光音響画像の空間解像度と撮像深度の少なくとも1つを含んでいる撮像特性を調整可能な解像度適合装置(50)を特徴とする撮像器械。 - 前記解像度適合装置(50)は、前記対象物または前記対象物の一部の光学、音響、および/または幾何学的特性に従って、前記光音響画像の前記撮像特性を調整するために配置されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像器械。
- 前記解像度適合装置(50)は、前記収集される音響信号に、得られる前記撮像特性に従って選択される少なくとも1つの種類の周波数フィルタリングを受けさせるために配置されているフィルタリングユニット(51)を含んでいることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像器械。
- 前記フィルタリングユニット(51)は、前記収集される音響信号に、フーリエドメインフィルタリングまたはウェーブレットドメインフィルタリングを受けさせるために配置されていることを特徴とする請求項3に記載の撮像器械。
- 前記解像度適合装置(50)は、前記音響検出器装置(30)または前記音響検出器装置(30)の一部を前記対象物(1)に対して動かすために配置されている駆動ユニット(52)を含んでいることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の撮像器械。
- 前記音響検出器装置(30)は、前記対象物(1)に対して可動な少なくとも1つの検出器要素(31)を備え、
前記駆動ユニット(52)は、前記少なくとも1つの検出器要素(31)を、直線または曲線、特には、円周に沿って、および/または平面または曲面、特には、円筒面または球面に沿って動かすために配置されていることを特徴とする請求項5に記載の撮像器械。 - 前記解像度適合装置(50)は、前記対象物(1)の前記照明に、得られる前記光音響画像の前記撮像特性に従って選択される所定の入力変調を受けさせるために配置されている光源変調ユニット(53)を含んでいることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の撮像器械。
- 前記光源変調ユニット(53)は、周波数変調、特には、チャープ変調、振幅変調、位相変調、およびデジタル変調の少なくとも1つを含んでいる前記入力変調を行うように適合されていることを特徴とする請求項7に記載の撮像器械。
- 前記入力変調は、線形、対数、正弦波状、正方形状、および三角形状周波数変調の少なくとも1つを含んでいることを特徴とする請求項8に記載の撮像器械。
- 前記解像度適合装置(50)は、走査パターンを前記対象物(1)の前記照明に適用するために配置されている光源走査ユニット(54)を含んでいることを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の撮像器械。
- 前記解像度適合装置(50)は、光学解像度と光音響解像度の間で切り替えるために配置されている切替えユニット(55)を含んでいることを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の撮像器械。
- 前記音響検出器装置(30)は、前記対象物を通しての複数の角度投射方向に沿って前記音響信号を収集するために配置されていることを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の撮像器械。
- 前記音響検出器装置(30)は、前記対象物(1)に近接して、特には、前記対象物(1)の周りに分布されている多数の検出器要素(31)を有している検出器アレイを備えていることを特徴とする請求項12に記載の撮像器械。
- 前記多数の検出器要素(31)は、前記対象物(1)の周りで、直線または曲線、特には、円周、および平面または曲面、特には、円筒面または球面の少なくとも1つの上に位置していることを特徴とする請求項13に記載の撮像器械。
- 前記音響検出器装置(30)は、
前記対象物(1)の体積測定に関する光音響画像情報が得られる少なくとも1つの非合焦検出器要素と、
光音響画像情報が、前記対象物(1)上または前記対象物(1)内の線上または面上の位置から同時に得られる少なくとも1つの合焦、特には、球面または円筒面合焦検出器要素と、の少なくとも1つを備えていることを特徴とする請求項1〜14の何れか一項に記載の撮像器械。 - 前記画像再構築装置(40)は、
前記対象物(1)の表面セグメントを示している前記光学画像と、
前記対象物(1)の体積セグメントを示している前記光音響画像と、を再構築するために配置されていることを特徴とする請求項1〜15の何れか一項に記載の撮像器械。 - 前記画像再構築装置(40)は、前記対象物(1)の前記表面セグメントと前記体積セグメントの両者を示している前記光音響画像を再構築するために配置されていることを特徴とする請求項16に記載の撮像器械。
- 前記光源装置は、
前記対象物(1)の広視野照明と、
前記対象物(1)のパターン化照明、特には、前記対象物(1)上のパターンを走査することによる照明と、
前記対象物(1)の単一面照明と、
前記対象物(1)の合焦照明(4)、特には、前記対象物(1)上の光焦点を走査することによる照明と、
前記対象物(1)のペンシルビーム照明(4)と、
前記対象物(1)の、光強度が変化する照明、特には、パルス照明と、
前記対象物(1)の、2つ以上の異なる波長における照明と、の少なくとも1つに対して適合されていることを特徴とする請求項1〜17の何れか一項に記載の撮像器械。 - 前記光源装置は、
発光ダイオードと、
レーザーダイオードと、
パルスレーザー源と、の少なくとも1つを含んでいることを特徴とする請求項1〜18の何れか一項に記載の撮像器械。 - 前記パルスレーザー源は、前記対象物(1)における多光子吸収に対して適合されていることを特徴とする請求項19に記載の撮像器械。
- 撮像装置(60)は、前記対象物(1)により出射される前記光を、前記光検出器装置(20)上に投射するために配置されていることを特徴とする請求項1〜20の何れか一項に記載の撮像器械。
- 前記撮像装置(60)は、共焦点および/または多光子レーザー走査顕微鏡を備えていることを特徴とする請求項21に記載の撮像器械。
- 前記光源装置(10)と、前記光検出器装置(20)と、前記音響検出器装置(30)と、は内視鏡装置(200)に結合されていることを特徴とする請求項1〜22の何れか一項に記載の撮像器械。
- 前記音響検出器装置(30)は、前記内視鏡装置(200)の末端部分上に配置されていることを特徴とする請求項23に記載の撮像器械。
- 検査対象の対象物(1)、特には、生体対象を撮像するための撮像方法であって、
前記対象物(1)を、光源装置(10)で照明するステップと、
前記対象物(1)の前記照明に応答して、前記対象物(1)により出射される光を、光検出器装置(20)で検出するステップと、
前記対象物(1)の前記照明に応答して、前記対象物(1)において生成される音響信号を、音響検出器装置(30)で収集するステップと、
前記対象物(1)の光学画像と光音響画像を、画像再構築装置(40)で再構築するステップと、を備え、
前記光音響画像の撮像特性であって、前記光音響画像の空間解像度と撮像深度の少なくとも1つを含んでいる撮像特性を、解像度適合装置(50)で調整するステップを特徴とする撮像方法。 - 前記撮像特性調整ステップは、前記対象物または前記対象物の一部の、光学、音響、および/または幾何学特性に従って、前記光音響画像の前記撮像特性を調整することを含んでいることを特徴とする請求項25に記載の撮像方法。
- 前記撮像特性調整ステップは、前記収集される音響信号に、得られる前記撮像特性に従って選択される少なくとも1つの種類の周波数フィルタリングを受けさせることを含んでいることを特徴とする請求項25または26に記載の撮像方法。
- 前記撮像特性調整ステップは、前記音響検出器装置(30)または前記音響検出器装置(30)の一部を、前記対象物(1)に対して動かすことを含んでいることを特徴とする請求項25〜27の何れか一項に記載の撮像方法。
- 前記撮像特性調整ステップは、前記対象物(1)の前記照明に、得られる前記光音響画像の前記撮像特性に従って選択される所定の入力変調を受けさせることを含んでいることを特徴とする請求項25〜28の何れか一項に記載の撮像方法。
- 前記撮像特性調整ステップは、走査パターンを前記対象物(1)の前記照明に適用することを含んでいることを特徴とする請求項25〜29の何れか一項に記載の撮像方法。
- 前記撮像特性調整ステップは、光学解像度と光音響解像度の間で切り替えることを含んでいることを特徴とする請求項25〜30の何れか一項に記載の撮像方法。
- 前記音響信号は、前記対象物を通しての複数の角度投射方向に沿って収集されることを特徴とする請求項25〜31の何れか一項に記載の撮像方法。
- 前記音響信号は、前記対象物(1)に近接して、特には、前記対象物(1)の周りに分布されている多数の検出器要素(31)を有している検出器アレイで収集されることを特徴とする請求項32に記載の撮像方法。
- 前記多数の検出器要素(31)は、前記対象物(1)の周りで、直線または曲線、特には、円周、および平面または曲面、特には、円筒面または球面の少なくとも1つの上に位置していることを特徴とする請求項33に記載の撮像方法。
- 前記画像再構築ステップは、
前記対象物(1)の表面セグメント(1.1)を示している前記光学画像を再構築することと、
前記対象物(1)の体積セグメント(1.2)を示している前記光音響画像を再構築することと、を含んでいることを特徴とする請求項25〜34の何れか一項に記載の撮像方法。 - 前記対象物(1)により出射される前記光を、撮像装置(60)を使用して前記光検出器装置(20)上に投射するステップを含んでいることを特徴とする請求項25〜35の何れか一項に記載の撮像方法。
- 前記撮像装置(60)は、共焦点および/または多光子レーザー走査顕微鏡を備えていることを特徴とする請求項36に記載の撮像方法。
- 前記生体対象物を内視鏡で検査するステップを含んでいることを特徴とする請求項25〜37の何れか一項に記載の撮像方法。
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