[发明专利]光声成像设备、光声成像方法和执行光声成像方法的程序

说明书

本分案申请是基于申请号为201180016034.4(国际申请号为PCT/JP2011/056670)，申请日为2011年3月14日，发明名称为“光声成像设备、光声成像方法和用于执行光声成像方法的程序”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及光声成像设备、光声成像方法和用于执行光声成像方法的程序。

背景技术

已经积极地进行了对通过允许从光源发射的光(诸如激光束)进入和传播通过被检体来获得关于被检体的内部的信息的光声成像设备的研究。在PTL 1中，提出了光声层析成像术(PAT)作为这种光声成像技术。

PAT是通过利用从光源发射的脉冲光照射生物体(被检体)、接收在已经传播和扩散通过被检体的光被生物体的组织吸收时产生的声波并且分析地处理接收的声波来可视化与作为被检体的生物体的内部的光学特性有关的信息的技术。以这种方式，可以获得关于生物信息(诸如被检体中的光学特性值分布，并且特别是光能吸收密度分布)的信息。

在PAT中，从被检体内的光吸收体产生的声波的初始声压P₀可以由以下表达式表示。

P₀＝Γ·μ_a·Φ (1)

这里，Γ表示Grüneisen系数，并且通过将等压的(isobaric)体膨胀系数β与音速c的平方的乘积除以等压比热C_P而获得。已知Γ在被检体被指定时是基本上恒定的值，其中μ_a表示吸收体的光吸收系数，并且Φ表示局部区域中的光强(其是入射在吸收体上的光的强度并且也被称为光流量)。

作为传播通过被检体的声波的量的声压P的随时间的变化被测量，并且根据测量的结果计算初始声压分布。通过将计算的初始声压分布除以Grüneisen系数Γ，可以获得μ_a与Φ的乘积的分布(即，光能吸收密度分布)。

如表达式1表示的，为了根据初始声压分布的分布获得光吸收系数μ_a的分布，需要确定被检体内的光强Φ的分布。在利用一样的光量照射相对于被检体的厚度足够大的区域时，在光作为平面波传播通过被检体时可以通过以下表达式表现被检体中的光强的分布Φ。

Φ＝Φ₀·exp(-μ_eff·d)(2)

这里，μ_eff表示被检体的平均有效衰减系数，并且Φ₀表示从光源入射在被检体上的光量(在被检体的表面处的光强)。此外，d表示在利用从光源发射的光照射的被检体的表面上的区域(光照射区域)与被检体中的光吸收体之间的距离。

通过使用由表达式2表示的光强分布Φ，可以根据表达式1的光能吸收密度分布(μ_aΦ)计算光吸收系数分布(μ_a)。

引文列表

专利文献

PTL 1美国专利No.5713356

发明内容

技术问题

然而，在被检体的形状不简单时和/或在从光源发射的入射在被检体上的光的量不均匀时，被检体的表面上的光照射区域的面积和照射光强分布是不均匀的。因此，被检体中的光强在从被照射表面向内的方向上是不均匀的。因此，不能使用表达式2。因此，为了精确确定被检体中的光学特性值分布，需要考虑这种不均匀的特性。本发明高度精确地获得光学特性值分布，诸如被检体的内部的吸收系数。

问题的解决方案

本发明提供了一种光声成像设备，其包括：声学转换单元，被配置为接收通过利用从光源发射的光照射被检体而产生的声波并且将声波转换为电信号；以及处理单元，被配置为基于入射在被检体的表面上的光的照度分布或光强分布来确定被检体内的光强分布，并且基于电信号和确定的被检体内的光强分布来产生图像数据。

本发明还提供了一种光声成像方法，其包括以下步骤：根据电信号来产生图像数据，所述电信号是从在从光源发射的光入射在被检体上时产生的声波转换而来的；确定从光源发射的光的入射在被检体的表面处的照度分布或光强分布；基于在被检体的表面处的照度分布或光强分布来确定被检体内的光强分布；以及基于电信号和被检体内的光强分布来产生图像数据。

本发明的有利效果

本发明高度精确地获得光学特性分布，诸如被检体的内部的吸收系数。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例到第四实施例的光声成像设备的示意图。

图2是示出本发明要解决的问题的示意图。