光声装置、被检体信息获取方法和程序的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用光声效应的光声装置。
【背景技术】
[0002]使用光的成像技术之一是光声成像技术。首先在光声成像中用从光源生成的脉冲光来照射被检体。照射光传输并且扩散通过被检体，并且在被检体内部的多个位置处受吸收，由此生成光声波。换能器接收该光声波，处理装置通过对接收的信号执行分析处理来获取关于被检体内部的光学性质值的信息。
[0003 ]从被检体内部的光吸收体生成的光声波的所生成的声压Po (下文中又称为初始声压)可以由以下表达式表示。
[0004]P0= Γ * μ3 * Φ.........(I)
[0005]在此，Γ表示通过将体积膨胀系数β和声音的速度c的平方的乘积除以定压比热Cp所获得的格鲁乃森(Grilneisen)系数。Φ表示在特定位置(局部区域)处的光强度(已经到达光吸收体的光，并且可以又称为光通量)。
[0006]可以通过使用从已经接收到光声波的搜索单元输出的接收信号(PA信号)来获得初始声压Po。
[0007]当组织的类型设定时，已知用于该组织的Grilneisen系数具有近似恒定值。因此，可以通过对于多个位置测量并且分析在每个位置处的PA信号的时间改变来获得光学吸收系数43与光强度Φ的乘积(即光学能量吸收密度)。
[0008]日本专利公开N0.2013-248077公开了一种根据因为光所生成的光声波来生成血管的光声图像的光声图像生成装置。
[0009]在假设血红素是光吸收体(其为待测量的对象)的情况下，由于血红素的量在血管中的血液量较小的区域中较小，因此该区域的光学吸收系数相对较低。因此，根据表达式(I)所生成的光声波的声压很低。即，在血液量较小的区域处所生成的光声波的接收信号的信噪(S/N)比相对较低。因此，当光声装置获取用于目标区域的被检体信息时，被检体信息的精度在血液量较小的区域处可能较低。
【发明内容】
[0010]本发明提供一种光声装置，包括:光照射单元，被配置为用脉冲光来照射被检体多次;接收单元，被配置为接收通过用从光照射单元发射的脉冲光来照射被检体生成的光声波，并且输出与执行多次的光照射对应的多个信号；电刺激单元，被配置为在光照射执行多次的同时将电压施加到被检体；以及处理单元，被配置为根据多个信号来获取用于目标区域的被检体信息。在所述多个信号当中，处理单元使用与在从根据电压的施加开始定时确定的提取开始定时到当开始于所述施加开始定时并且结束于电压的施加结束定时的第一时间段经过时的时段中生成的光声波对应的信号的至少一部分、而不使用与在从提取开始定时到当第一时间段经过时的时段外部生成的光声波对应的信号，来获取被检体信息。
[0011]从参照附图的示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。
【附图说明】
[0012]图1是根据第一实施例的光声装置的配置的示图。
[0013]图2是示出根据第一实施例的被检体信息获取方法的流程图的示图。
[0014]图3包括示出根据第一实施例的各个类型的序列的示图。
[0015]图4包括示出根据第一实施例的其它各个类型的序列的示图。
[0016]图5包括示出根据第一实施例的其它各个类型的序列的示图。
[0017]图6是示出根据第二实施例的被检体信息获取方法的流程图的示图。
[0018]图7是示出根据第三实施例的被检体信息获取方法的流程图的示图。
【具体实施方式】
[0019]以下，将参照附图更详细地描述本发明。注意，作为一般规则，相同的构成要素由相同标号表不，并且将省略其描述。
[0020][第一实施例]
[0021]根据该实施例的光声装置是一种根据光声波的接收信号来获取被检体信息的装置。根据该实施例的被检体信息是从通过光声效应生成的光声波的接收信号获得的与被检体有关的信息。具体地说，所述被检体信息包括例如所生成的声压(初始声压)、光学能量吸收密度、光学吸收系数、以及构成特定组织的物质的浓度。在此，物质的浓度包括例如氧饱和度、氧化血红素浓度、还原血红素浓度以及总血红素浓度。总血红素浓度是氧化血红素浓度与还原血红素浓度之和。此外，分布数据(如光学吸收系数分布和氧饱和度分布)可以看作被检体信息。
[0022](基本配置)
[0023]将参照图1描述根据该实施例的光声装置的基本配置。
[0024]图1是示出根据该实施例的光声装置的配置的示意图。根据该实施例的光声装置包括光照射单元110、声波接收单元130、电刺激单元150、输入单元170、显示单元180和处理单元190。光照射单元110包括光源111和光学系统113。注意，稍后将详细描述这些元件的配置。
[0025]首先，光学系统113引导从光源111发射的脉冲光112。用从光学系统113发射的脉冲光112照射被检体120，并且脉冲光112到达被检体120内部的光吸收体121。作为光吸收体121，通常使用活体中的血管，并且具体地说，例如，使用血管中存在的血红素。光吸收体121吸收光的能量，并且生成光声波122。所生成的光声波122传输通过被检体120，并且到达声波接收单元130。
[0026]声波接收单元130响应于接收到光声波122而输出时间序列接收信号。从声波接收单元130输出的接收信号依次输入到处理单元190。通过执行光照射多次来执行上述步骤，并且作为结果可以获取与执行多次的光照射对应的多个时间序列接收信号。
[0027]处理单元190使用多个输入时间序列接收信号来生成用于目标区域的被检体信息。然后，处理单元190将所生成的被检体信息的数据发送到显示单元180，并且使得显示单元180基于用于目标区域的被检体信息而显示图像或数值。注意，目标区域可以是预设的，或也可以是用户使用输入单元170输入的。目标区域设置为使得包括被检体120的至少一部分。注意，稍后将更详细地描述被检体信息获取方法。
[0028]当假设血红素是光吸收体时，由于在血管中的血液量较小的区域中血红素的量小，因此该区域的光学吸收系数相对较低。因此，根据表达式(I)所生成的光声波的声压很低。即，在血液量较小的区域处所生成的光声波的接收信号的信噪(S/N)比相对较低。此外，在血液量相当小的情况下，光声波的接收信号可能丢失在噪声中。因此，当用光声装置获取用于目标区域的被检体信息时，被检体信息的精度在血液量较小的区域处可能较低。
[0029]已知停留在血管中的血液受例如是腓肠肌的肌肉栗(肌肉收缩)和血流栗送。然而，在特定肌肉栗所执行的栗送的效果小并且肌肉收缩的强度低的活体中，考虑所栗送的血液量小并且因此具有小血液量的血管可能存在。此外，由于由肌肉栗(如腓肠肌)所栗送的血液量并非是恒定的，因此血液量按时间顺序改变。
[0030]鉴于上述问题，根据该实施例的光声装置包括电刺激单元150，其给出电刺激。电刺激单元150可以通过将电刺激给予刺激目标区域来使得刺激目标区域强制地执行栗送。然后，可以通过由电刺激单元150所产生的栗送来增加静脉和外围血管中的血液量。即，考虑在电刺激单元150已经将电刺激给予特定刺激目标区域之后，血流的改变产生，并且血液量在目标区域处临时增加。
[0031]因此，在电刺激单元150已经将电刺激给予特定刺激目标区域之后，处理单元190使用当血液量在目标区域处增加时所生成的光声波的接收信号的至少一部分来获取用于目标区域的被检体信息。即，在电刺激单元150已经将电刺激给予特定刺激目标区域之后，处理单元190并不使用当用于目标区域的血液量小时所生成的光声波的接收信号来获取用于目标区域的被检体信息。以此方式，可以使用具有高S/N比率并且当血液量较大(即充当光吸收体的血红素的量很大)时所生成的光声波的很多接收信号来获取被检体信息。此外，根据该实施例，可以不使用当血液量小时所生成的并且具有低S/N比率的光声波的接收信号来获取被检体信息。这使得可以有选择地使用具有高S/N比率的接收信号以高精度来获取用于目标区域的被检体信息。注意，稍后将描述信号提取定时的细节。
[0032]以下，将描述根据该实施例的光声装置的构成块。
[0033](光源111)
[0034]光源111可以是能够生成具有在纳秒至微秒的量级的脉冲宽度的脉冲光的脉冲光源。具体地说，可以使用大约I至100纳秒的脉冲宽度。此外，可以使用从400nm到大约1600nm的范围中的波长。具体地说，当执行靠近活体的表面的血管的高分辨率成像时，可以使用具有可见光波长(大于或等于400nm但不大于700nm)的光。与之对比，当执行活体内部深处的部分的成像时，可以使用具有受活体的背景组织吸收不太多的波长的光(大于或等于700nm但不大于llOOnm)。注意，也可以使用太赫兹波、微波和无线电波的范围。
[0035]具体地说，激光器可以用作光源111。此外，当使用具有多个波长的光来执行测量时，可以使用能够改变待振荡的波长的激光器。注意，在用具有多个波长的光来照射被检体120的情况下，可以通过执行用于激光器中的每一个的振荡的切换或通过交替地执行照射来使用彼此不同的使各个波长振荡的多个激光器。在使用多个激光器的情况下，激光器也全部表述为光源。
[0036]各种激光器(如固态激光器、气体激光器、染料激光器和半导体激光器)可以用作激光器。具体地说，可以使用脉冲激光器(例如Nd:YAG激光器和变石激光器)。此外，也可以使用采用Nd:YAG激光作为激励光的T1:sa激光器以及光学参量振荡器(OPO)激光器。此外，例如，可以使用发光二级管而非激光器。
[0037](光学系统113)
[0038]光学系统113使得脉冲光112从光源111行进到被检体120。光学元件(如透镜、反射镜和光纤)可以用作光学系统113。此外，根据该实施例的光学系统113包括用于改变脉冲光112的行进方向的光学镜114、光调整单元115和扩散器116。
[0039]光学系