[发明专利]生物信息成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物信息成像装置。

背景技术

近年来，用于通过使用诸如X射线、超声波的技术从活体的信息获取图像的生物信息成像装置以及磁共振成像(MRI)技术已被广泛地使用于医疗领域。另外，如下的光学成像装置已在医疗领域中被积极地研究：在所述光学成像装置中，从诸如激光器的光源照射的光被允许在活体等中传播，并且，所传播的光等被检测以便获得关于活体的信息。作为光学图像技术之一，光声层析成像(PAT)被提出(例如，参照非专利文献1)。

在光声层析成像中，从光源产生的脉冲光被照射到作为被检体的活体，并且从吸收在活体中传播和扩散的光的能量的生物组织产生的声波在多个位置处被检测。在说明书中，声波有时被称为“光声波”。接着，信号被分析，使得活体的光学特性值的信息被显示为图像。因此，可以以容易可见的形式获取活体的光学特性分布尤其是光学能量吸收密度分布的信息。

根据非专利文献1，在光声层析成像中，由于光吸收而从位于被检体中的特定位置处的光吸收体(absorber)产生的光声波的初始声压P0可用下式(1)表示。

[式1]

P₀＝Γ·μ_a·Φ··········    (1)

这里，Γ是通过将热膨胀率β与声速c的平方的乘积除以定压比热(aspecific heat at constant pressure)C_p而获得的Grüneisen系数。另外，μ_a是光吸收体的光学吸收系数，Φ是局部区域中的光量(照射到位于特定位置中的光吸收体的光量；有时称为光注量)。由于参数Γ已知为根据活体的组织基本恒定，所以，可通过测量和分析多个位置处的作为声波的大小的声压P的时间变化来获得被检体的光学吸收系数μ_a与光量Φ的乘积的分布，即，光学能量吸收密度分布。

引用列表

[非专利文献]

非专利文献1：M，Xu，L.V.Wang″Photoacoustic imaging inbiomedicine″，Review of scientific instruments，77，041101(2006)

在以上常规的光声层析成像中，如从式(1)可知的，不能仅通过经由对于声压P的时间变化的测量而获取光学能量吸收密度分布来获得被检体的光学吸收系数μ_a的分布。换句话说，需要以某种方式获得照射到产生光声波的光吸收体的光量Φ的分布以及光学能量吸收密度分布。

照射到活体的光在活体内衰减。在假定由光源照射的光量Φ₀是恒定的并且光被照射到比光在活体中的传播长度大的区域从而使得光在活体中像平面波一样传播的情况下，活体的光量Φ的分布可被近似为下式(2)。

[式2]

Φ＝Φ₀·exp(-μ_eff·d₁)·······    (2)

这里，μ_eff是活体中的平均有效衰减系数。术语“平均有效衰减系数”意指“在假定光学特性在活体中是空间上均匀的情况下的有效衰减系数”。另外，d₁是从活体的从光源照射光的区域(光照射区域)到活体中的光吸收体的距离(即，深度)。

在这种情况下，所产生的光声波的初始声压P₁可用基于式(1)的下式(3)表示。

[式3]

P₁＝Γ·μ_a·Φ＝Γ·μ_a·Φ₀·exp(-μ_eff·d₁)·····    (3)