[发明专利]用于获取融合图像的设备和方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于诊断、分析和治疗的医学图像技术，并且更具体地涉及用于基于各种医学图像技术来获取能够同时提供病理学和解剖学信息的融合图像的探测器结构、成像设备和成像方法。

背景技术

超声波(US)成像设备是用于通过使用超声波探测器将超声波信号应用于人体中的观察区域从而对观察区域的结构和特征成像，接收由组织反射的返回超声波信号并且提取包含在信号中的信息的设备。与其它医学成像系统、例如X射线、CT、MRI、PET等相比，所述US成像设备可以以低成本在对人体毫无危害的情况下有利地实时获得图像。

光声(PA)成像设备将光子应用于人体内的观察区域，接收由在组织中被吸收的光子直接产生的超声波信号，并且从信号提取图像信息。这种光子在组织中被吸收从而产生超声波的特殊情况之所以发生是因为组织在吸收光子时受热。所以，如果脉冲激光器照射于吸收性组织结构，则组织的温度改变，并且因此组织结构膨胀。压力波从膨胀的结构向外传播，并且可以使用超声波换能器探测所述压力波。光声图像具有的优势在于，可以基于光吸收对比率获取图像同时确保分辨率达到超声波等级，成本与MRI相比非常低，并且患者未暴露于电离辐射。

荧光(FL)成像设备使用的原理是，表达荧光蛋白基因的细胞或细菌被标记或被置于活体中并且具有特定波长的光源向其照射，活体的细胞或组织或者活体中的荧光材料吸收并且激发从外部照射的光，从而发出具有特定波长的光，并且所述光被探测并成像。由于需要荧光蛋白基因用于获取荧光图像，所以绿荧光蛋白(GFP)、红荧光蛋白(RFP)、蓝荧光蛋白(BFP)和黄荧光蛋白(YEP)或作为GFP的变型的增强型GFP(EGFP)被广泛使用，并且正在开发具有增强的亮度的更多不同的荧光蛋白。通常使用电荷耦合器件(CCD)照相机获取荧光图像，这允许迅速地获取荧光图像，并且动物(例如豚鼠)不会被牺牲。

所述医学诊断成像设备具有不同的观察区域和特征，并且因此应当根据目的和情况将不同种类的设备应用于单个观察区域。另外，为了更精确的诊断和更多的信息，这些成像技术可以同时使用。目前，已报道了一次性的研究方法，在该方法中使用不同的成像设备对单个病变区域获取的图像相对而言是为实验或学习而进行研究的，但是没有提出技术手段来同时获取不同种类的图像信息用于临床试验的使用。

发明内容

技术问题

本公开旨在克服现有技术的、将现有的医学成像设备单独地利用于诊断和医学场所的限制。并且，在现有技术中，由于缺乏用于以各种方式同时地监测单个区域的技术措施，所以只是根据待监测对象和监测目的来零星地获取观察区域的医学图像，并且然后图像应由专家单独分析。但是，本公开旨在解决这种不便。

技术方案

在一个总体方面，提供了一种用于获取图像的设备，该设备包括：声源，其被配置为将用于超声波(US)图像的超声波信号应用于对象；光源，其被配置为将用于光声(PA)图像和荧光(FL)图像的光信号应用于对象；声音探测单元，其被配置为从对象接收由声源生成的超声波信号或由光源生成的光声信号；光探测单元，其被配置为从对象接收由光源生成的光信号；和图像生成单元，其被配置为通过使用所接收的超声波信号、所接收的光声信号和所接收的光信号中的至少两种信号生成融合图像，所述融合图像包含具有关于对象的不同探测平面的图像信息。

在根据一个实施例的用于获取图像的设备中，图像生成单元可以通过以下步骤生成单个融合图像：从所接收的超声波信号或所接收的光声信号生成对象的深度图像，从所接收的光信号生成对象的平面图像，并且绘制所生成的深度图像和所生成的平面图像。

在根据一个实施例的用于获取图像的设备中，图像生成单元可以从具有不同探测平面的图像的每个中确定特征点，并且绘制所确定的特征点以生成其中图像之间的关系在视觉上匹配并且显示的图像。

在根据一个实施例的用于获取图像的设备中，声音探测单元可以与对象相邻，并且光探测单元可以与所述声音探测单元相比被安装在离对象较远的位置处。

在根据一个实施例的用于获取图像的设备中，可以沿着不同的轴线安装声音探测单元和光探测单元以防止来自彼此的信号干扰。

在根据一个实施例的用于获取图像的设备中，所述设备还可以包括用于对声音探测单元和光探测单元的操作进行相互转换的切换器，并且可以根据用户在切换器上的操作来接收与每个探测单元相对应的信号。