對象信息獲取設(shè)備和控制對象信息獲取設(shè)備的方法
【專利摘要】一種對象信息獲取設(shè)備和控制對象信息獲取設(shè)備的方法，該對象信息獲取設(shè)備包括：彈性波接收單元，被配置為接收在對象內(nèi)部產(chǎn)生的彈性波，并輸出接收信號；以及信號處理單元，被配置為基于接收信號來獲取對象的感興趣區(qū)域中的對象信息。在測量狀態(tài)下，彈性波接收單元接收彈性波，并輸出與測量狀態(tài)相對應(yīng)的接收信號。信號處理單元用基于測量狀態(tài)下的測量參數(shù)的加權(quán)因子對接收信號進(jìn)行校正，并獲取感興趣區(qū)域中的與測量狀態(tài)相對應(yīng)的校正后的接收信號。信號處理單元基于校正后的接收信號的總和以及加權(quán)因子的總和來獲取感興趣區(qū)域中的對象信息。
【專利說明】對象信息獲取設(shè)備和控制對象信息獲取設(shè)備的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于接收在對象內(nèi)部產(chǎn)生的彈性波并獲取對象信息的對象信息獲取設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]作為使用近紅外光的體內(nèi)成像技術(shù)之一，光聲成像(PAT)是已知的。以下將詳細(xì)地解釋光聲成像的一般原理。
[0003]通過用從光源產(chǎn)生的脈沖光照射諸如活體之類的對象，在對象內(nèi)傳播和漫射的光被光吸收體吸收，并且產(chǎn)生光聲波。光聲波的產(chǎn)生原理被稱為光聲效應(yīng)。在活體中，并非所有組織都以相同的方式吸收光。腫瘤對近紅外光中的光能的吸收高于周圍組織。因此，t匕周圍組織吸收更多光的腫瘤立即擴(kuò)大，并產(chǎn)生光聲波。
[0004]在光聲成像中，光聲波被換能器接收，并且通過對接收信號進(jìn)行信號處理(圖像重構(gòu))，諸如當(dāng)在對象中光能吸收時所發(fā)生的光聲波的初始聲壓的空間分布之類的信息轉(zhuǎn)變成圖像。所產(chǎn)生的聲壓的空間分布與光的吸收系數(shù)相關(guān)。因此，正在研究使用與光的吸收系數(shù)相關(guān)的空間分布對對象進(jìn)行診斷。
[0005]作為光聲成像的例子，非專利文獻(xiàn)I (Minghua Xu和Lihong V.Wang,“Universalback-projection algorithm for photoacoustic computed tomography，，，PHYSICALREVIEW E71, 016706(2005))公開了通過時域背投進(jìn)行圖像重構(gòu)來計算光聲波的初始聲壓的光聲成像技術(shù)。
[0006]在下文中，將 參照圖8來解釋非專利文獻(xiàn)I中所公開的圖像重構(gòu)方法。圖8示出陣列換能器1300接收在對象1100內(nèi)的感興趣區(qū)域1110中產(chǎn)生的光聲波的框圖。陣列換能器1300包括一維布置的η個換能器1301至130η。
[0007]非專利文獻(xiàn)I公開了通過公式I所表示的時域背投來獲取感興趣區(qū)域1110中的初始聲壓P。。
ηf |d.—r|) / 11
[0008]Ρο0-) = ΣΔΩ? xb di> ~L / ΧΔΩ；公式(I)
?=? Iv v i=l
[0009]在公式(I)中，Cli表示換能器130i的位置矢量，r表示感興趣區(qū)域1110的位置矢量，V表示對象1100內(nèi)的聲音速率，以及b表示已經(jīng)經(jīng)過包括微分處理的過程的接收信號。求和符號Σ表示換能器1301至130η的總和。此外，(| (IiT | /ν)指示在感興趣區(qū)域1110中產(chǎn)生的光聲波到達(dá)換能器130i的時間t。
[0010]此外，已經(jīng)經(jīng)過微分處理等的接收信號b用公式(2)表示。
[0011]bidj, t) - 2.Pd (dj, t) - 2.t.cpd (dj, t) / Ct 公式(2)
[0012]在公式⑵中，Ρ(φ，t)表示位于位置Cli處的換能器輸出的接收信號在時間t的值。
[0013]此外，公式(I)中的Λ Qi表示公式⑶所表示的加權(quán)因子。[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種對象信息獲取設(shè)備，包括: 彈性波接收單元，所述彈性波接收單元被配置為接收在對象內(nèi)部產(chǎn)生的彈性波，并輸出接收信號；以及 信號處理單元，所述信號處理單元被配置為基于接收信號獲取對象的感興趣區(qū)域中的對象信息， 其中，在多種測量狀態(tài)中，彈性波接收單元接收彈性波，并輸出與所述多種測量狀態(tài)相對應(yīng)的多個接收信號， 其中，信號處理單元用基于所述多種測量狀態(tài)中的多個測量參數(shù)的多個加權(quán)因子對所述多個接收信號進(jìn)行校正，并獲取感興趣區(qū)域中的與所述多種測量狀態(tài)相對應(yīng)的多個校正后的接收信號，以及 其中，信號處理單元基于所述多個校正后的接收信號的總和以及所述多個加權(quán)因子的總和來獲取感興趣區(qū)域中的對象信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對象信息獲取設(shè)備， 其中，信號處理單元通過獲取所述多個校正后的接收信號的總和與所述多個加權(quán)因子的總和的比率來獲取感興趣區(qū)域中的對象信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對象信息獲取設(shè)備， 其中，彈性波接收單元能夠在所述多種測量狀態(tài)下在不同位置處接收彈性波。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所 述的對象信息獲取設(shè)備，還包括: 移動部件，所述移動部件被配置為將彈性波接收單元移動到不同位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對象信息獲取設(shè)備， 其中，在所述多種測量狀態(tài)下，彈性波接收單元能夠在相對于感興趣區(qū)域的角度不同的接收表面處接收彈性波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對象信息獲取設(shè)備， 其中，所述多個加權(quán)因子中的每個均是基于圓錐體在所述多種測量狀態(tài)中的相對應(yīng)一種測量狀態(tài)下的立體角的因子，所述圓錐體的頂點為感興趣區(qū)域并且底面為彈性波接收單元的接收表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對象信息獲取設(shè)備， 其中，彈性波接收單元包括多個換能器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對象信息獲取設(shè)備， 其中，彈性波接收單元被配置為使得所述多個換能器的至少一個元件的接收靈敏度高的方向朝向特定區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對象信息獲取設(shè)備， 其中，信號處理單元被配置為在所述多種測量狀態(tài)中的每種測量狀態(tài)下在所述多個換能器之中選擇將被使用的換能器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對象信息獲取設(shè)備， 其中，彈性波是通過用光照射對象而產(chǎn)生的光聲波。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對象信息獲取設(shè)備， 其中，信號處理單元對所述多個接收信號執(zhí)行包括微分處理的過程，并且使用所述多個加權(quán)因子對已經(jīng)經(jīng)過微分處理的所述多個接收信號進(jìn)行校正。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對象信息獲取設(shè)備， 其中，彈性波是當(dāng)傳送到對象的超聲波在對象內(nèi)部被反射時所產(chǎn)生的超聲波的反射波。
13.一種用于控制對象信息獲取設(shè)備的方法，所述方法包括以下步驟: 在多種測量狀態(tài)下接收在對象中產(chǎn)生的彈性波，并輸出與所述多種測量狀態(tài)相對應(yīng)的多個接收信號； 使用基于與所述多種測量狀態(tài)相對應(yīng)的所述多個測量參數(shù)和感興趣區(qū)域的位置的、與所述多種測量狀態(tài)相對應(yīng)的多個加權(quán)因子對所述多個接收信號進(jìn)行校正，并獲取感興趣區(qū)域中的與多種測量狀態(tài)相對應(yīng)的多個校正后的接收信號；以及 基于所述多個校正后的接收信號的總和以及所述多個加權(quán)因子的總和來獲取感興趣區(qū)域中的對象信息?！?br> 【文檔編號】A61B8/00GK103845078SQ201310628036
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】七海隆一 申請人:佳能株式會社