被检体信息获取装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种向被检体照射光、检测从被检体内部产生的声波以及对被检体的内部成像的被检体信息获取装置。
【背景技术】
[0002]在医学领域已经积极地研究了可以从诸如激光器之类的光源向诸如活体之类的被检体照射光、并且将基于入射光得到的被检体内部的信息成像的光学成像装置。光声成像(PAI)是这样的光学成像技术中的一种技术。光声成像向被检体照射从光源产生的脉冲光，并且检测从被检体的组织产生的声波(通常为超声波)，所述被检体的组织吸收在被检体内部传播和扩散的脉冲光的能量。基于由此检测到的信号，被检体的内部信息被成像。
[0003]H.Zhang K.Kondo, M.Yamakawa, And T.Shiina:Proc.SPIE8581 PhotonsPlusUltrasound:1maging and Sensing 2013，(2013) 85812Y，公开了一种在基于周期性单极性M序列(PUM)的时间点处照射光、并且对接收到的光声信号解码，以用于提高接收到的信号的信噪比的技术。日本专利N0.5210087公开了一种通过使用被配置为放大来自半导体激光脉冲光源的光的放大单元照射光、对针对光照射的信号和接收到的光声信号执行相关处理、并且基于相关处理得到的信号获取断层图像的装置。
[0004]但是，这样的光声图像重建除了包括提高接收到的光声信号(以下简单地称为接收到的信号)的信噪比的问题之外，还包括对在图像重建处理期间出现的伪影的抑制的重要问题。
[0005]在重建处理期间出现的伪影还包括用于接收光声波的方向和位置不足造成的伪影。为了抑制这样的伪影，接收光声波的方向和位置的增加可能是有必要的。但是，由于成像时间的增加和用于其的接收元件的数量的增大，方向和位置的增加可能增大整个系统的规模，因此还需要改善此问题。
[0006]本发明提供一种能够在短时间内在增大数量的接收方向和接收位置处获取信息、并且减少伪影、而不增大包括装置的整个系统的规模的被检体信息获取装置。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种被检体信息获取装置，其包括被配置为向被检体辐射由预定数量的脉冲流编码的光脉冲的光源，包括被配置为接收从已经被经编码的光脉冲照射过的被检体产生的光声波并且被配置为将接收到的光声波转换为电信号的至少一个转换元件的探头，以及被配置为对转换元件输出的电信号中预定数量的电信号进行解码并且基于预定数量的经解码的电信号获取被检体的特征信息的信息获取单元。在这种情况下，在预定数量的光脉冲流的辐射完成之前，被包括在探头中的转换元件和被检体的相对位置被改变，而在转换元件和被检体的相对位置改变的前后，要被信息获取单元解码的预定数量的电信号是部分冗余的。
[0008]从参考附图对实施例的以下描述，本发明的进一步特征将变得清晰。下面所描述的本发明的实施例中的每个实施例可以单独地被实施，或者在必要时或在单个实施例中对来自各个实施例的要素或特征进行组合是有益的时，可以作为多个实施例或特征的组合被实施。
【附图说明】
[0009]图1示出根据本发明的实施例的被检体信息获取装置的系统概览。
[0010]图2示意性地示出照射光脉冲的时间点以及光照射操作。
[0011]图3A和3B示出根据本发明的实施例获取的图像与比较图像之间的对比。
[0012]图4A和4B示出本发明的实施例的示例。
[0013]图5示出根据本发明的另一个实施例的被检体信息获取装置的系统概览。
【具体实施方式】
[0014]图1示出根据本发明的实施例的被检体信息获取装置的系统概览。参考图1，将描述在装置中的信号流，然后将详细地描述要在信号流中执行的处理。
[0015]根据来自系统控制单元001的控制信号，编码控制块002生成预定数量的代码串信号，并且将此代码串信号输入到光源005。光源005根据输入的代码串信号生成光脉冲。换句话说，光源005生成由预定数量的脉冲流编码的光脉冲。光脉冲被输入到光照射单元009，并且光照射单元009将光脉冲照射到被检体000的目标位置。
[0016]光脉冲在被检体000内部被传播和扩散，并且被被检体内部的吸收体012吸收。吸收体012依赖于它的物理性质的值(诸如吸收系数和Gruneisen系数)以及光强度生成光声波。由被包括在探头003中的转换元件(诸如压电元件和电容性转换元件)将吸收体012生成的光声波转换为电信号(诸如电压信号)，而所述电信号被输入到接收电路(接收电路系统)006作为接收到的信号。作为扫描单元的传送机构013支撑探头003，并且在光脉冲正被照射和光声波正被接收时，改变探头003相对于被检体000的相对位置。接收电路系统006放大作为接收到的信号的电压信号并且将其转换为数字信号。所述数字信号从接收电路系统006输出到解码块007。解码块007接收与从编码控制块002输出的代码串信号相关的信息。与输入的数字信号和代码串信号相关的信息被用于执行多个解码处理，而多个经解码的信号被计算出并且从解码块007中被输出，并且被输入到图像生成块008。
[0017]图像生成块008基于所述多个经解码的信号以及从系统控制单元001输入的接收位置相关的信息，执行图像重建，以获得与被检体内的关注位置相应的信号(光声信号)。图像生成块008基于光声信号计算出重建图像并且将重建图像输出到图像处理块010。根据此实施例，解码块007和图像生成块008构成信息获取单元。图像处理块010可以调整动态范围，并且按照需要通过使用低通滤波器、或用于边缘强调处理的图像滤波器执行图像处理，并且将生成的图像亮度数据输出到图像显示单元(图像显示系统)011。图像显示系统011根据来自系统控制单元001的指令显示输入的图像亮度数据。
[0018]已经描述了根据本发明的被检体信息获取装置的基本配置和信号流。
[0019]下面将描述由编码控制块002执行的操作。
[0020]编码控制块002生成用于驱动光源的代码串。要被使用的代码串将通过使用线性反馈移位寄存器(如 H.Zhang K.Kondo, M.Yamakawa, And T.Shiina:Proc.SPIE 8581PhotonsPlus Ultrasound:1maging and Sensing 2013, (2013) 85812Y公开的)生成的M序列代码串中的负成分替换为0。例如，当M序列代码串为[1-1-1111 -1]时，编码控制块002生成代码串(比特串)[I 0 0 1110]。根据此代码串，光源输出光脉冲。假定在脉冲之间的独立预定的时间段为τ L，光源基于在第一比特处的“I”辐射光脉冲，但在时间段TL之后基于在第二比特处的“O”不辐射光脉冲。然后在3Χ TL的时间段之后，光源基于在第四比特处的“I”辐射光脉冲。在6Χ TL的时间段之后，光源基于在第七比特处的“O”不辐射光脉冲，而在7Χ TL的时间段之后，基于第一比特辐射光脉冲。在上述的此系统中，通过重复地使用预定数量(在这种情况下为7)的代码串控制光源005，以将脉冲光辐射到被检体000。图2示意性地示出照射定时和光照射操作。通过在预定数量(在以上示例中为7)的光脉冲流的照射结束之前改变被包括在探头中的转换元件和被检体的相对位置，执行编码的光脉冲的照射。针对每I比特照射，可以改变转换元件和被检体的相对位置，但本发明不限于此。
[0021]假定akl (k = 1，2，...，n，i = 1，2，...，m)是这里要使用的代码串。在这种情况下，η是此代码串的比特数，而m指示重复且连续地使用此代码串的次数。例如，在anl的TL之后，代码a12被用于控制光源005。
[0022]下面将描述由解码块007执行的操作。
[0023]解码块007对解码块007接收到的