被检体信息获取装置及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种被检体信息获取装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 光声断层扫描（PAT)是用于确定关于被检体（诸如生物体）的内部的光学特性值 的方法。当光源产生的脉冲光被辐射到生物体时，其在漫射的同时传播通过生物体。生物 体中的光吸收体吸收传播的光以产生光声波（通常为超声波）。光声波经由探测器（换能 器）被接收，并且对接收的信号进行分析以允许获取归因于生物体中的光吸收体的初始声 压分布。基于初始声压分布和生物体中的光分布，可以获取诸如吸收系数分布之类的光学 特性值。
[0003] 当被检体是乳房时，与使用平板保持器保持乳房相比，使用弯曲保持器保持乳房 施加于乳房的压力低，从而减轻了被检者上的负担。日本专利申请公开No. 2012-179348公 开了使用杯形保持部分保持乳房并且光照射器和探测器一体地扫描杯以从乳房获取光声 信号的例子。
[0004] 专利文献1 :日本专利申请公开No. 2012-179348。
【发明内容】
[0005] 然而，在日本专利申请公开No. 2012-179348中的装置中，光照射器和保持器之间 的距离（即，光在到达被检体之前行进的距离）根据光照射器的扫描位置而变化。通常，允 许实现声学耦合的声学匹配材料（在日本专利申请公开No. 2012-179348中为水）需要被 布置在光照射器和保持器之间。波长为750 nm的光在水下传播的同时以大约2. 6% /cm的 速率衰变。因此，在日本专利申请公开No. 2012-179348中，当光照射器和保持器之间的距 离在用光照射器扫描的过程期间变化5cm时，辐射到被检体的光的光量变化大约12%。就 这一点而言，身体内部的初始声压分布与辐射到被检体的光的光量成比例。因此，当照射光 的光量根据扫描位置而变化时，初始声压分布和吸收系数分布的测量精度降低。
[0006] 考虑到这些问题，本发明的一个目的是减小在光照射器移动的光声测量中辐射到 被检体的光的光量的变化。
[0007] 本发明提供了一种被检体信息获取装置，包括：
[0008]光源；
[0009] 照射器，其被配置为用来自光源的光照射被检体；
[0010] 光学控制器，其被配置为控制由照射器辐射的光的光量；
[0011] 保持器，其被配置为保持被检体；
[0012] 探测器，其被配置为接收由被光照射的被检体产生的声波并且输出电信号；
[0013] 扫描控制器，其被配置为在与来自照射器的光的照射方向不同的方向上改变照射 器相对于保持器的相对位置；以及
[0014] 获取器，其被配置为基于所述电信号来获取关于被检体内部的信息，
[0015] 其中，扫描控制器改变照射器相对于保持器的相对位置，以使得声学地连接保持 器和探测器的声学匹配部件的厚度在与来自照射器的光的照射方向不同的方向上、根据所 述相对位置而改变，并且
[0016] 光学控制器在与来自照射器的光的照射方向不同的方向上、根据照射器相对于保 持器的相对位置来控制从照射器辐射的光的光量。
[0017] 本发明还提供了一种用于被检体信息获取装置的控制方法，该被检体信息获取装 置具有光源、照射器、光学控制器、保持器、探测器、扫描控制器以及获取器，光学控制器被 配置为控制照射器辐射的光的光量，保持器被配置为保持被检体，该控制方法包括：
[0018] 照射器用来自光源的光照射被检体的步骤；
[0019] 探测器接收由被光照射的被检体产生的声波并且输出电信号的步骤；
[0020] 扫描控制器在与来自照射器的光的照射方向不同的方向上改变照射器相对于保 持器的相对位置的步骤；以及
[0021] 获取器基于所述电信号来获取关于被检体内部的信息的步骤，
[0022] 其中，在改变相对位置的步骤中，扫描控制器改变照射器相对于保持器的相对位 置，以使得声学地连接保持器和探测器的声学匹配部件的厚度在与来自照射器的光的照射 方向不同的方向上、根据所述相对位置而改变，以及
[0023] 在照射的步骤中，光学控制器在与来自照射器的光的照射方向不同的方向上、根 据照射器相对于保持器的相对位置来控制从照射器辐射的光的光量。
[0024] 本发明使得能够在光照射器移动的光声测量中减小辐射到被检体的光的光量的 变化。
[0025] 根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的更多的特征将变得清楚。
【附图说明】
[0026] 图IA是例示说明实施例1的配置的示意图；
[0027] 图IB是例示说明实施例1中的处理流程的示图；
[0028] 图2是例示说明实施例2中的配置的示图；
[0029] 图3是例示说明实施例3中的配置的示图；
[0030] 图4A是例示说明实施例4中的配置的示图；
[0031] 图4B是例不说明实施例4中的处理流程的不图；
[0032] 图5A是例示说明实施例5中的配置的示图；
[0033] 图5B是例不说明实施例5中的处理流程的不图；以及
[0034] 图6是例示说明实施例6的示图。
【具体实施方式】
[0035] 下面将参照附图来描述本发明的优选实施例。然而，下述组件的尺寸、材料、形状 和相对布置应按照需要根据应用本发明的条件或装置的配置而改变，而不意图使本发明的 范围限于以下描述。
[0036] 本发明涉及一种用于检测从被检体传播的声波并且产生和获取关于被检体内部 的信息的技术。因此，本发明被认为是被检体信息获取装置或者其控制方法或者被检体信 息获取方法和信号处理方法。本发明还被认为是允许具有硬件资源（诸如CPU)的信息处 理装置执行上述方法的程序、或者存储该程序的存储介质。
[0037] 本发明中的被检体信息获取装置包括如下的装置，该装置利用光声断层扫描技术 来用光（电磁波）照射被检体并且接收（检测）根据光声效应在被检体内部或被检体表面 上的特定位置产生并且从该位置传播的声波。这样的被检体信息获取装置基于光声测量来 获得以图像数据等形式的、关于被检体内部的特性信息，因此可以被称为光声成像装置。
[0038] 光声装置中的特性信息包括由光照射得到的声波的源的分布、被检体内部的初始 声压分布、从初始声压分布推导的光能吸收密度分布和吸收系数分布、以及组织中所包括 的物质的浓度分布。具体地说，特性信息包括氧化和还原血红蛋白浓度分布、根据氧化和还 原血红蛋白浓度分布确定的血液成分分布（诸如氧饱和度分布）或脂肪、胶原蛋白或水分 的分布。特性信息可以以被检体中的每个位置处的分布信息的形式、而不是数值数据的形 式被获得。即，被检体信息可以是诸如吸收系数分布或氧饱和度分布之类的分布信息。
[0039] 如本文中所使用的声波通常是指超声波，并且包括被称为音波或声波的弹性波。 由光声效应得到的声波被称为光声波或光学超声波。由探测器对声波进行转换而成的电信 号也被称为声信号。
[0040] [光声装置的配置]
[0041] 光声装置使用光声断层扫描技术来获取关于被检体内部的特性信息。根据需要参 照图IA中的附图标记而给出以下描述。尽管下面进行了详细描述，但是该装置具有作为硬 件组件的、光源1、光发送器3、光照射器4、保持器5、探测器（换能器）9、探测器支承件10、 声学匹配部件11、扫描台架12以及台架控制器13。光源1发射光2。测量目标是被检体 6,光吸收体7产生并且传播光声波8。光学控制器用附图标记14表示。
[0042] 从光源1发射的光2被光发送器3发送到光照射器4。来自光照射器4的光2通 过保持器5被辐射到由保持器5保持的被检体6。辐射的光2以漫射的方式传播通过被检 体6。当传播的光2的能量的一部分被光吸收体7 (诸如血液（其最终充当声源））吸收时， 光吸收体7热膨胀以产生光声波8。在被检体6内部产生的光声波8通过保持器5和声学 匹配部件11而被探测器9接收。光发送器3和探测器9在扫描台架上随保持器5 -起移 动。光发送器3和探测器9的移动坐标由台架控制器13控制。
[0043] (光源）
[0044] 当被检体是生物体时，光源1辐射具有如下波长的脉冲光，在该波长处光被形成 生物体的成分中的特定一种成分吸收。本发明中所使用的光的波长优选地允许光传播到 被检体的内部。具体地说，当被检体是生物体时，波