[发明专利]对象信息获取装置和用于控制对象信息获取装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种获取关于对象的内部的信息的对象信息获取装置。

背景技术

已经尝试了使用光来无创地获取关于活体的内部的信息。例如，当用诸如脉冲激光之类的测量光照射作为对象的活体时，当该测量光被对象中的生物组织吸收时，产生声学波。可以通过接收并分析声学波(通常，超声波)来获取关于活体的内部的信息。这样的技术被称为光声成像。

光声成像实现与相对于对象内部的吸收系数相关的信息的成像。吸收系数是生物组织吸收光能的速率。测量吸收系数允许获取生物组织的成分的浓度。具体地，使用波长有可能被血液中的血红蛋白吸收的光允许确定氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的浓度比。这允许计算生物组织的氧饱和度。如所知道的，如果肿瘤组织存在于活体中，则氧饱和度在相应的部位中降低。因此，预期能够通过测量吸收系数来诊断肿瘤。

现在，将描述用于基于所接收的声学波计算相对于活体的内部的吸收系数的方法。首先，重构所接收的声学波以产生声源的初始声压的分布。可以通过将到达目标区域的光的强度、光的吸收系数和Grueneisen(格鲁内森)常数相乘来表达初始声压。即，可以通过将初始声压的分布除以Grueneisen常数和光强度的分布来获得吸收系数的分布。

当对象是活体时，因为Grueneisen常数被认为是已知的预定值，所以为了获得吸收系数，需要确定光强度的分布。可以基于生物组织的光学特性来计算光强度的分布。对于光在被提供给对象之后并且在到达光吸收体之前通过的区域，生物组织具有两个光学特性：光吸收特性(在下文中，被称为背景吸收系数)和光散射特性(背景散射系数)。这两个系数统称为背景光学系数。背景光学系数显著地影响吸收系数的计算，并且因此需要具有精确的值。

可以通过用测量光照射对象并且检测传播通过该对象的光来测量背景光学系数。例如，日本专利申请公开No.2002-139420和非专利文档1描述了使用基于脉冲光的时间分辨测量方法来测量背景光学系数的装置。此外，日本专利申请公开No.H07-159239描述了使用基于强度调制光的相位调制测量方法来测量背景光学系数的装置。

非专利文献1："Quantitative measurement of optical parameters in normal breasts using time-resolved spectroscopy:in vivo results of30Japanese women(使用时间分辨光谱学对正常乳房中的光学参数的定量测量：30个日本女人的活体结果)",Kazunori Suzuki M.D.；Yutaka Yamashita；Kazuyoshi Ohta；Masao Kaneko；Masayuki Yoshida M.D.；Britton Chance，Journal of Biomedical Optics1(03),pp.330-334

发明内容

为了允许测量特定对象的背景光学系数，需要用测量光照射对象。然而，用于光声成像的光源和用于测量背景光学系数的光源具有不同的期望特性。因此，对于光声成像和测量使用公共光源是困难的。

例如，用于正常光声成像的光源是脉宽为几十纳秒至几百纳秒的脉冲光。然而，如在日本专利申请公开No.2002-139420中所描述的这样的时间分辨测量需要脉宽为几十皮秒至几百皮秒的光的照射。此外，如在日本专利申请公开No.H07-159239中所描述的这样的相位调制测量需要强度调制光，而不是脉冲光的照射。因此，当试图在光声成像装置中测量背景光学系数时，该装置需要具有不同的光源并且不利地被复杂化。

鉴于常规技术的这些问题，本发明的目的是提供一种允许使用公共光源执行光声测量和背景光学系数测量的对象信息获取装置。

本发明在其一方面提供一种对象信息获取装置，其包括：光照射单元，用脉冲光照射对象；声学波探头，被配置为把由于来自光照射单元的第一脉冲光而在对象中产生的声学波转换为声学波信号；光检测单元，被配置为把来自光照射单元并且传播通过对象的第二脉冲光转换为光学信号；频率分析单元，被配置为基于光学信号的预定频率分量来获取关于对象的内部的背景光学系数；光强度获取单元，被配置为基于背景光学系数来获取光强度分布，所述光强度分布是到达对象的内部的第一脉冲光的强度的分布；以及信息获取单元，被配置为基于声学波信号和光强度分布来获取关于对象的内部的对象信息。