光声装置和被检体信息取得方法_3

文档序号:9875209阅读:来源:国知局
将心电图信号发送到处理单元190。在心电图取得单元150中包括的电极被适当地布置,使得与心脏有关的肌电图信号(心电图信号)可以被取得。
[0072]图3B示出了由心电图取得单元150取得的心电图信号的典型波形。在图3B中示出的心电图信号具有大约1.2秒的周期的波形。通常,心电图信号的波形由P波、Q波、R波、S波和T波的组合形成。一般地,从R波的顶点到T波的结束附近的时段对应于心室收缩阶段,并且血液被栗送到动脉。此外,从T波的结束附近到R波的顶点的时段对应于心室扩张阶段。如本文所使用的,从R波的顶点到T波的结束附近的时间tl将被称为“从R波的产生定时(generat1n timing)到T波的产生定时的第一时间”。
[0073]图3C是示出在目标区域中的血液量的变化的图。如上所述,关于由心电图信号的R波触发的心脏的状态,开始心室收缩,并且相应地血液开始被栗送到动脉中。但是,如可以从图3C中理解的,目标区域中的血液量不是在R波的产生定时增加,而是具有从R波的产生定时到与心室收缩对应的血流到达目标区域的定时的时间t2的时间滞后。然后,在时间t2从R波的产生定时起逝去之后,其中血液量多的时段被考虑为保持达心室收缩时段的时间tlo
[0074]如本文所使用的,从R波的产生定时到与心室收缩对应的血流到达目标区域的定时的时间t2也被称为“延迟时间”。
[0075](步骤S300:基于心电图信号提取当目标区域中的血液量多时取得的接收信号的步骤)
[0076]在步骤S300中,作为被检体信息取得单元的计算单元191基于在步骤S200中取得的心电图信号从在步骤S10中取得的对应于多次光照射的多个时间序列接收信号中提取要被用于取得被检体信息的信号。
[0077]基于由心电图取得单元150取得的心电图信号,计算单元191确定在目标区域中的血液量多的定时。然后,计算单元191从存储单元192中读取在该定时产生的光声波的接收信号。另一方面,计算单元191不从存储单元192中读取在目标区域中的血液量少的定时产生的光声波的接收信号,并且在该定时产生的接收信号不被用于取得被检体信息。
[0078]图3D示出了由计算单元191执行的信号提取顺序,并且指示计算单元191提取在“读取”时取得的接收信号。计算单元191从在步骤SlOO中取得的多个时间序列接收信号中提取在从延迟时间t2自心电图信号的R波的产生定时起逝去的定时到心室收缩的时间tl逝去的定时的时段中产生的光声波的接收信号。换句话说,计算单元191从存储单元192中读取通过在其中电刺激引起的血流在目标区域中存在的时段中(即其中血液量多的时段中)执行的光照射产生的光声波的接收信号。另一方面,计算单元191不从存储单元192中读取通过在除了其中血液量多的时段之外的时段中执行的光照射产生的光声波的接收信号。
[0079]在步骤S300中提取的信号是在血液量由于心室收缩而增加的定时产生的光声波的接收信号。因此,所提取的信号包括许多具有高S/N比的信号。
[0080]由于光速比光声波的速度快得多,因此可以认为光声波在利用脉冲光112照射被检体120的定时在目标区域的各个位置处被同时产生。在本说明书中,利用脉冲光112照射被检体的定时被称为通过脉冲光112产生光声波的定时。
[0081]此外,已知通常从R波的产生定时到T波的产生定时的时间tl是大于等于0.3秒并且小于等于0.45秒。因此,计算单元191可以从存储单元192中读取在其中血液量多的时段中(即,在时间t2自R波产生定时起逝去之后大于等于0.3秒且小于等于0.45秒的预定时间中)产生的光声波的接收信号。
[0082]同时,计算单元191可以从心电图信号中检测产生诸如R波和T波的特定波的定时。例如,计算单元191可以把具有比预定幅度大的幅度的心电图信号的波检测为R波。此夕卜,例如,计算单元191可以利用存储在存储单元192中的R波和T波的模板波形执行心电图信号的模板匹配,并且具有高相似性的波可以被检测为R波或T波。用于检测特定波的方法可以是任何方法,只要诸如R波和T波的特征波形可以被检测到。
[0083]由于R波已被产生,因此在对应于将心脏和目标区域之间的血管长度除以血流速度获得的值的时间逝去之后,对应于心室收缩的血流到达目标区域。因此,计算单元191可以基于R波的产生定时、关于心脏和目标区域之间的血管长度的信息和关于血流速度的信息来确定要用于取得被检体信息的信号的提取开始定时。但是,在上述方式中,为了确定要使用的信号的提取开始定时,必须为每个被检体测量心脏与目标区域之间的距离和血流速度。这会导致装置尺寸的增加。
[0084]因此,优选地从为对应于被检体的不同部位的不同区域预先确定的那些提取开始定时中选择提取开始定时。更具体而言,存储单元192优选地包括指示出目标区域的类型和延迟时间t2之间的关系的关系表。此外,光声装置优选地包括被配置为允许用户输入目标区域的类型的输入单元170。例如,输入单元170可以被配置为允许用户从在显示单元180上显示的多种类型或被检体的部位中选择目标区域的类型。然后,计算单元191可以从存储在存储单元192中的关系表中读出对应于经由输入单元170输入的类型的延迟时间t20计算单元191从心电图信号中检测R波的产生定时,并且可以从在自检测到的产生定时起从存储单元192中读取的延迟时间t2逝去之后产生的光声波的接收信号中提取期望的信号。
[0085]虽然以上描述了目标区域的类型作为确定延迟时间t2所必需的信息,但是确定延迟时间t2所必需的信息不限于目标区域的类型。例如,可以认为,即使目标区域的类型是相同的,延迟时间t2也可取决于例如被检体的年龄而不同。因此,除目标区域的类型之夕卜,输入单元170优选地被配置为还允许输入诸如被检体的年龄等的信息。换句话说,输入单元170优选地被配置为允许输入至少目标区域的类型。此外,控制单元193优选地从关系表中读取对应于诸如被检体年龄的输入信息的延迟时间t2。
[0086]此外,在其中光声装置的目标区域是预定的情况下,存储单元192优选地存储关于预先获得的延迟时间t2的信息。然后,计算单元191可以从心电图信号中检测R波的产生定时,并且从在自检测到的产生定时起存储在存储单元192中的延迟时间t2逝去之后产生的光声波的接收信号中提取期望的信号。
[0087]在其中从R波的产生定时到对应于心室收缩的血流到达目标区域的定时的时段可以被忽略的情况下,R波的产生定时可以被用作提取开始定时。换句话说,在这种情况下,延迟时间t2可以为t2 = O。
[0088]在本示例性实施例中,接收信号提取定时是基于假设血液量在自R波的产生定时起延迟时间t2逝去之后的心室收缩期阶段的时间tl期间增加来设置的。但是,提取定时设置不限于此。例如,定时tl对应于心室收缩阶段的时间,并且取决于储存的血液量,可能存在其中大部分血液的栗送是在时间tl逝去之前完成的情况。换句话说,可能存在其中心室收缩阶段的时间与栗送血液所需的时间不匹配的情况。在这种情况下,血液量只可能在比时间tl短的时段增加。在这种情况下,处理单元190优选地利用在自R波的产生定时起延迟时间t2逝去之后在时间tl逝去之前产生的光声波的接收信号的至少一部分取得被检体信息。更具体而言,处理单元190优选地使用在自R波的产生定时起延迟时间t2逝去之后在电压施加时间tl逝去之前取得的接收信号中的、在时间tl的一半逝去之前取得的多个接收信号。
[0089]此外,例如,即使在自R波的产生定时起延迟时间t2逝去之后的时间tl期间,在血液量的增加不足够多的定时,要被取得的接收信号也可能不具有足够高的S/N比。因此,计算单元191优选地提取在自R波的产生定时起延迟时间t2逝去之后的电压施加时间tl期间具有比预定值大的幅度的接收信号。以这种方式,具有特别高S/N比的接收信号可以被选择性地在其中血液量增加的时段中提取。
[0090]在图3D中示出的序列可以与图3A至3C中示出的序列实时地并行执行,或者可以在图3A至3C中示出的序列在所有时段中被完成之后执行。
[0091]在本示例性实施例中,期望的信号是从存储在存储单元192中的多个时间序列接收信号中提取的。但是,这不是限制性的例子,而是任何方法都可以被使用,只要被检体信息可以通过选择性地利用期望的信号来取得。例如,在从声波接收单元130中输出的模拟电信号中,对应于当血液量少时产生的光声波的接收信号的模拟电信号可以从要存储在存储单元192中的信号中排除。因此,当血液量多时产生的光声波的接收信号被选择性地存储在存储单元192中。然后,计算单元191可以通过选择性地利用存储在存储单元192中的当血液量多时产生的光声波的接收信号来取得被检体信息。
[0092](步骤S400:基于提取的接收信号取得目标区域的被检体信息的步骤)
[0093]在步骤S400中,计算单元191基于在步骤S300中提取的接收信号取得目标区域的被检体信息。在本示例性实施例中,计算单元191计算在目标区域中的每个位置处的光声波的产生的声压信息(即,初始声压分布)作为被检体信息,并且将该被检体信息存储到存储单元192中。
[0094]由于在步骤S400中取得的初始声压分布是基于在步骤S300中提取的具有高S/N比的信号计算的,因此精度高。因此,如果计算单元191使显示单元180显示存储在存储单元192中的初始声压分布的图像,则具有高的诸如分辨率和对比度的图像质量的图像可以被提供给用户。
[0095]计算单元191可以计算光注量,S卩,已到达目标区域中的每个位置的脉冲光112的光量分布。在本示例性实施例中,计算单元191可以通过求解在Bi
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