[发明专利]光声成像设备和光声成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用光声效应的成像设备以及光声成像方法。

背景技术

近年来，已经提出了用于通过使用与光相比在活体内散射更少的超声波的特性来以高分辨率获得在活体内的光学特性值的分布的方法。

根据PTL，用由光源产生的脉冲光照射活体，检测由生物组织通过脉冲光的能量吸收而产生的声波，并且分析与所检测的声波对应的信号，由此获得在活体内的光学特性值的分布。使用通过用光照射活体而获得的声波的成像一般被称为光声成像。

关于光声成像方法，已知以下技术。即，在如图9A中所示出地由声波检测器20检测通过用光照射球形光吸收体10而产生的光声波时，如果光吸收体10的光吸收是均匀的，则获得图9B中示出的N形(N-shape)的声压信息(参见NPL)。

通过将N形的波形的时间宽度乘以音速获得的值是反映了光吸收体10的尺寸(这里为球的直径)的值。此外，检测到N形的波形时的时间反映了光吸收体10的位置信息。此外，在到达光吸收体10的光强度相等的情况下，具有N形波形的信号的幅值与光吸收体10的吸收系数成比例。

如上所述，在光声成像中，通过使用从光声波获得的数据来重建光吸收体10的图像。

在通过检测通过光学吸收产生的超声波而执行的上述光声成像中，对具有比光吸收体周围的介质的光吸收系数高的光吸收系数的组织成像。例如，活体中的血管具有比周围介质的光吸收系数高的光吸收系数。已经研究了血管的成像。

作为用于处理从检测器获得的光声波信号的方法，可以使用诸如包络检波之类的波形处理。通过在波形处理之后执行图像形成处理，可以对活体内的光学特性分布成像。

在使用由设置在各个位置处的检测器测量的光声波信号时，可以通过使用图像重建和诸如包络检波之类的波形处理来对活体内的光学特性分布成像，所述图像重建使用包含诸如延迟求和(delay and sum)之类的孔径合成处理的方法。

在光声成像中使用的约700到1100nm的近红外区中，存在具有比周围组织的光吸收系数高的光吸收系数的组织(诸如血管)，并且还存在具有比周围组织的光吸收系数低的光吸收系数的组织(诸如钙化的物质)。

为此，在上述的简单地使用包络检波的图像形成方法中，只可以以绝对值的形式检测对象和周围介质之间的光吸收系数的差。因此，难以确定对象的光吸收系数是比周围介质的光吸收系数高还是低。

引文列表

专利文献

PTL 1：美国专利No.5,713,356

非专利文献

NPL 1：L.V.Wang等人的“Biomedical Optics-Principles and Imaging”，Wiley，Ch.12，2007

发明内容

本发明提供了能够通过将具有比周围介质的光吸收系数低的光吸收系数的组织和具有比周围介质的光吸收系数高的光吸收系数的组织彼此区分来执行成像的光声成像设备和光声成像方法。

根据本发明的方面的光声成像设备包括：光源；检测器，所述检测器被配置为检测从已经吸收从所述光源发射的光的能量的光吸收体产生的声波；以及信号处理单元，所述信号处理单元被配置为通过在对由检测器检测的声波执行波形处理之前存储指示所述声波的压力的变化率是正还是负的信息来形成光吸收体的图像。

根据本发明的方面的光声成像方法包括：从光源发射光的步骤；检测从已经吸收从所述光源发射的光的能量的光吸收体产生的声波的步骤；以及在对所检测的声波执行波形处理之前存储指示所述声波的压力的变化率是正还是负的信息的步骤。

根据本发明的方面，能够提供如下的光声成像设备和光声成像方法，所述光声成像设备和光声成像方法能够通过将具有比周围介质的光吸收系数低的光吸收系数的组织和具有比周围介质的光吸收系数高的光吸收系数的组织彼此区分来执行成像。

从结合附图进行的以下描述中本发明的其它特征和优点将明显，在附图中相似的附图标记指示在所有附图中相同或类似的部件。

附图说明

图1示出根据本发明实施例的光声成像设备的示例性配置。

图2A是用于说明具有比背景的光吸收系数高的光吸收系数的光吸收体的成像方法的图。

图2B是用于说明具有比背景的光吸收系数高的光吸收系数的光吸收体的成像方法的图。

图2C是用于说明具有比背景的光吸收系数高的光吸收系数的光吸收体的成像方法的图。

图2D是用于说明具有比背景的光吸收系数高的光吸收系数的光吸收体的成像方法的图。