[发明专利]生物体观测设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物体观测设备和方法，尤其涉及一种使用声波和光来获得表示活体组织的内部状态的信息的生物体观测设备和方法。

背景技术

近年来，作为用于活体的光学断层成像(opticaltomographic imaging)，已知有光学CT(computed tomography，计算机断层成像)、光学相干断层成像(optical coherencetomography，下文中称为“OCT”)和光声断层成像(photoacoustictomography)。

光学CT利用受活体内散射的影响相对较弱的波长范围为700nm～1200nm的近红外线光。因此，光学CT使得能够获得黏膜下方直至几cm等的活体深部的断层像(tomogram)。

利用干涉的OCT可以在短时间内以高的分辨率(几μm至几十μm)获得活体的直到约2mm深度的断层图像。在眼科领域已经将OCT投入诊断视网膜病的实际应用中。因此，OCT在医学界已经引起了极大关注。

尽管光学CT可以获得活体深部的信息，但其空间分辨率低至几毫米。与之相反，OCT难以在黏膜下方约2mm或更深的深度处进行观测并提供如癌等肿瘤组织的良好质量的图像。这是因为在活体的深部和肿瘤组织中，光学相干受血液的吸收或强散射的影响而被极大地干扰。

考虑到这种情况，在日本特开2000-88743号公报中已经公开了不使用光学CT和OCT来获得活体的内部信息的技术。在该技术中，将超声波和光辐射至活体内部的对象部位以便在对象部位检测光被超声波调制的程度。因此，能够获得与活体的对象部位有关的信息。

通常，当治疗如癌等肿瘤组织时，根据包括肿瘤组织的观测部位的状况和侵入该部位的程度，选择适当的技术。因此，当治疗如癌等肿瘤组织时，有必要在选择技术之前识别肿瘤组织和正常组织之间的边界所存在的区域在对象部位的深度方向上的位置。

然而，根据在日本特开2000-88743号公报中公开的光学测量设备，在用于获得活体信息的条件不适合时，不能限定肿瘤组织和正常组织之间的边界所存在的区域。因此，存在对肿瘤组织进行外科手术期间医生负担过重的问题。

发明内容

考虑到前述传统情况做出了本发明，并且本发明的目的在于提供一种在治疗肿瘤组织时减轻手术者的负担的生物体观测设备和方法。

根据本发明的生物体观测设备包括：声波辐射单元，用于将声波辐射至活体组织中要检查的对象；光辐射单元，用于将光辐射至所述对象；光干涉单元，用于使从所述光辐射单元辐射出的所述光与从所述声波到达的区域反射来的光进行干涉，并辐射干涉光；光检测器，用于检测从所述光干涉单元辐射出的所述干涉光，并输出与所述干涉光相对应的干涉信号；以及计算单元，用于基于从所述光检测器输出的所述干涉信号来计算所辐射出的光的频率调制量，并顺序计算相邻的两个频率调制量之间的差值。

根据本发明的生物体观测方法包括：将声波辐射至活体组织中要检查的对象；将光辐射至所述对象；使所辐射的光与从所述声波到达的区域反射来的光进行干涉，并辐射干涉光；输出与所述干涉光相对应的干涉信号；基于所述干涉信号计算所辐射出的光的频率调制量；以及顺序计算相邻的两个频率调制量之间的差值。

附图说明

在附图中：

图1是举例示出根据本发明实施例的生物体观测设备的概要的框图；

图2是详细示出光学耦合器的结构的图；

图3是举例示出光纤的端部的结构的截面图；

图4是示出生物体观测设备的操作的流程图；

图5是举例示出存在于活体组织中的肿瘤组织的状态的截面图；

图6是举例示出使包括图5所示的肿瘤组织的区域可视化的断层像的图；

图7是举例示出根据本发明另一实施例的生物体观测设备的概要的框图；

图8是示出生物体观测设备的操作的流程图；

图9A举例示出由图7所示的生物体观测设备辐射至活体组织的超声波的波形；

图9B详细示出图9A所示的波形的始端部分；以及

图9C详细示出图9A所示的波形的末端部分。

具体实施方式

在下文中，将结合附图说明本发明的实施例。

现在将参考图1～图9C，说明根据本发明实施例的生物体观测设备。