CN102858232B - 被检体信息获取装置 - Google Patents

Abstract

一种被检体信息获取装置被使用，所述被检体信息获取装置包括：遮断光的罩盖；保持被检体的两个板；激光光源；以及接收从将光从激光光源发射所至的被检体产生的声波的探测器，其中所述板、激光光源和探测器被所述罩盖覆盖，其中所述罩盖具有第一开口和第二开口，第一开口用于将作为被检者的一部分的被检体***所述罩盖中，第二开口能被打开和闭合，以使得操作员能通过在延伸所述板中的每一个的平面与所述罩盖相交的位置中将操作员的手***所述罩盖中来执行操作。

Description

被检体信息获取装置

技术领域

本发明涉及使从被检体（subject）发射的声波成像的被检体信息获取装置。

背景技术

作为用于使由于癌导致的血管新生特异地（specifically）成像的方法，光声层析摄影术（Photoacoustic tomography,PAT）已受到关注。PAT是用于将光（例如，近红外线）发射到活体上以通过超声探测器接收从活体内部发射的声波并将其成像的方法。声波也被称为光声波，并且典型地是超声波。非专利文献1（NPL 1）描述了用于利用PAT的原理获取活体中的活体信息的方法。这里描述被检体是***（breast）的光声***摄影术（Photoacoustic mammography,PAM）。

图5以侧视图示意性示出NPL 1的测量方法。在图5中，Nd:YAG激光器109是发射光以照射被检体（***）的光源。光学***110用从Nd:YAG激光器109发射的激光照射被检体。扫描机构111搭载光学***110的一部分，并且允许光学***110向上或向下（沿图5的箭头方向）以及向后和向左（沿图5的深度方向）执行扫描，超声探测器112接收从被检体发射的光声波。从扫描机构111的照射位置选择用于成像的超声探测器112的接收元件，然后，接收信号被放大并被转换成数字信号以用于图像重构。另外，玻璃窗口107从其中透过来自光学***110的照射光，并在玻璃窗口107与超声探测器112之间按压（press）和保持被检体。被检者伏卧于未示出的床上，并且将她的***作为被检体***床的***孔中，由此通过超声探测器112和玻璃窗口107按压和保持***。在NPL 1中，通过图5所示的方法从PAT信号获取活体中的图像。

引文列表

非专利文献

NPL 1：Srirang Manohar,et al.,The Twente photoacousticmammoscope:system overview and performance,Physics in Medicineand Biology 50(2005)2543-2557.

发明内容

技术问题

在以上的技术中，使用高输出Nd:YAG激光器109作为光源。因此，为了确保被检者和操作员的安全，需要将整个装置遮光。但是，NPL 1没有描述遮光，并且，整个装置不能被充分遮光。

另外，在PAM中，为了产生光声波，光需要照射区域以产生光声波。但是，照射光在从被检体的表面进入时漫射（diffuse），并在被检体内部衰减。因此，光不能总进入到被检体的深处。从而，不能获取照射光不能到达的区域中的活体信息。另外，当照射光以由于漫射和衰减而弱化的强度到达那里时，产生的光声波的声压降低，从而降低衬度（contrast）分辨率。

为了使照射光可以以必要的强度到达被检体中的深处，被检体需要被按压和保持以减小被检体的厚度。出于这种原因，如X射线***摄影术中***被按压和保持时那样，优选应用通过操作员（诸如医生和技师的测量人员）的操作（procedure）的方法。该操作指的是以操作员用手直接触摸被检体、即通过牵拉或按压扩展被检体而按压和保持被检体的方式由操作员执行的动作（operation）。

但是，NPL 1没有描述用于在超声探测器112与玻璃窗口107之间按压和保持被检体的方法。特别地，即使当试图按压和保持自然悬垂的被检体时，被检体也向上移动并且不能被充分地按压和保持。

本发明是鉴于以上的问题而被作出的，并且本发明的目的是提供如下技术：在PAM中，在被检者和操作员的针对照射光的安全性被确保的同时，操作员可容易地在按压和保持被检体时执行操作。

问题的解决方案

本发明提供一种被检体信息获取装置，该被检体信息获取装置包括：

遮断（intercept）光的罩盖（cover）；

保持被检体的两个板；

接收从将光从激光光源发射所至的被检体产生的声波的探测器；以及

覆盖所述板和探测器并防止从激光光源发射的光发射至装置的外部的罩盖，

其中，所述罩盖具有第一开口（aperture）和第二开口，第一开口用于将作为被检者的一部分的被检体***所述罩盖中，第二开口能被打开和闭合，以使得操作员能通过在延伸所述板中的每一个的平面与所述罩盖相交的位置中将操作员的手***所述罩盖中来执行操作。

发明的有利效果

根据本发明，在PAM中，在被检者和操作员的针对照射光的安全性被确保的同时，操作员可容易地在按压和保持被检体时执行操作。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征将变得明显。

附图说明

图1A是帮助解释根据例子1的装置的外观的示图。

图1B是帮助解释根据例子1的装置的内部配置的示图。

图1C是帮助解释根据例子1的装置的外观的另一例子的示图。

图2是帮助解释根据例子2的装置的内部配置的示图。

图3是帮助解释根据例子3的装置的发光控制的内部配置的示图。

图4A是帮助解释根据例子4的装置的操作用门（procedure door）的配置的示图。

图4B是帮助解释根据例子4的装置的操作用门的配置的另一示图。

图5是帮助解释根据背景技术的装置的配置的示图。

具体实施方式

以下，将参照附图描述本发明的优选实施例。根据以下例子的被检体信息获取装置是用于获取作为被检体的被检者的***的内部图像的PAM装置。因此，从吸收来自光源的光的光能的被检体发射的光声波（例如，超声波）被检测以用于图像重构。应当注意，以下描述的部件的尺寸、材料、形状和相对布置应根据应用本发明的装置的配置和各种条件被适当地改变，并且不是要将本发明的范围限于以下的描述。并且，被检体信息示出通过光照射产生的光声波的产生源分布、被检体（特别是活体）中的初始声压分布、从其导出的光吸收密度分布、以及从该信息获取的构成被检体组织的物质的密度分布。例如，物质密度分布示出氧饱和度。

例子1

图1A是示出本例子的PAM装置100的外观的透视示意图。PAM装置100被外罩盖1覆盖。外罩盖1被设置，以防止从激光光源发射的光发射至装置外部，并密封PAM装置100。

外罩盖1的一部分具有操作用门2。这里，打开操作用门2的状态由实线指示，闭合操作用门2的状态由点线指示。并且，在该图中，铰接的开/闭门被示为操作用门2。操作用门2不限于此，并且可以为例如滑动门。当操作用门2被打开时，存在操作用门开口3。未示出的被检者伏卧于床4上，并从被检体***孔5***被检体（***）。并且，床4包含于外罩盖1的一部分中。操作员（诸如医生和技师的测量人员）可从操作用门开口3将操作员的手***PAM装置中，以执行用于按压和保持被***被检体***孔5中的被检体的操作。被检体***孔与本发明的第一开口对应。操作用门其及开口与第二开口对应。

然后，将参照图1B描述PAM装置的内部的配置。该图是示意性示出PAM装置100的内部配置的示图。激光光源9是用于产生光声波的光源，并且，Nd:YAG激光器以及Nd:YAG激光器与Ti:sa激光器的组合是适用的。紫翠玉（alexandrite）激光器和OPO也是有效的。光学***10是用来自激光光源9的激光通过按压板照射被检体的光学***。光学扫描机构11允许光学***10执行扫描，以便用光照射被检体的大的区域。

探测器12接收从被检体产生的光声波，并且具有经由声匹配材料（未示出）与保持板6接触的接收表面。探测器12被安装于探测器扫描机构13上，并且随着光学扫描机构11而被定位控制，使得其中心与照射光的中心相对。探测器12接收的光声波被转换成电信号，并且被传送到未示出的信号处理器件。信号处理器件为CPU，并且放大电信号以将该信号转换成数字信号以用于图像重构，由此获取作为图像数据的被检体信息。

并且，虽然这里已描述了在探测器扫描机构13上安装探测器12的配置，但是，实际的配置不限于此。例如，当大的探测器用作保持板6时，可以省略探测器扫描机构13。另外，虽然在该图中从按压板7的方向向被检体发射光并且探测器12被设置在保持板6上，但是，相反的布置也是有效的。但是，在那种情况下，按压板7和探测器12需要经由声匹配材料相互接触。作为替代方案，光学***和探测器可被布置于同一板上。并且，按压机构仅被设置在按压板7上。按压机构8也可被设置在按压板6上并且可被按压操纵。并且，在这种情况下，保持板6和探测器12优选经由声匹配材料相互接触。

然后，将参照图1B描述用于按压和保持被检体的操作以及该操作所需的配置。当打开操作用门2（未示出）时，在由虚线指示的操作用门开口3的后面看到保持板6和按压板7。在位置关系中，在沿保持板6和按压板7（即按压和保持被检体的两个板）的一个按压和保持表面的方向上（面内方向上）设置操作用门开口3和操作用门2。换句话说，开口和门被设置在延伸板中的每一个的平面与外罩盖相交的位置中。在操作用门被闭合的状态下，光不发射到装置的外部。并且，按压和保持表面是在被检体被按压和保持时板中的每一个与被检体相互接触的表面。

由被检者从被检体***孔5***的被检体进入保持板6与按压板7之间。然后，按压机构8***纵以移动按压板7，由此按压和保持被检体。按压和保持方法如下。首先，被检者将被检体***被检体***孔5中。然后，操作员打开操作用门2（未示出），并且从操作用门开口3***操作员的手以牵拉被检体。然后，在操作员用操作员的手掌在按压板7侧按压被检体的同时，按压机构8被驱动以按压被检体。并且，在用操作员的手掌扩展被检体的同时，操作员拔出操作员的手以再次按压被检体。于是，可减小保持板6与按压板7之间的距离以使被检体的厚度较小，由此可以紧紧地保持被检体。

可通过设置外罩盖1和操作用门2来密封以上已在例子1中描述的PAM装置100，由此确保被检者和操作员的针对照射光的安全性。并且，在沿保持板6和按压板7的按压保持表面的方向上设置操作用门2，使得当操作员从操作用门开口3将操作员的手***装置中以到被检体上执行操作时，保持板6和按压板7不会是障碍。因此，通过牵拉或按压扩展被检体来按压和保持被检体，使得按压和保持距离可最小。结果，照射光可到达被检体中的深处，使得可以消除或减少照射光不能到达那里的区域。并且，由于可以增大到达被检体内部的光的强度，因此也可增大光声波的声压，由此可改善获取的图像数据的衬度分辨率。

在以上的描述中，已描述了用于按压和保持伏卧于床4上的被检者的被检体的方法。用于按压和保持被检体的配置不限于此。例如，如图1C所示，也可采取如下配置：被检者如典型的X射线***摄影术中那样站立，并且将其******被检体***孔5中，以按压和保持***。并且，在这种情况下，操作用门2被设置于外罩盖1，并且操作员从操作用门开口3***操作员的手以拉伸***。这种配置也适用于以下例子的PAM装置。

例子2

在例子1中，在沿保持板6和按压板7的按压和保持表面的方向上设置外罩盖1的操作用门开口3和操作用门2，由此，操作员当按压和保持被检体时可容易地执行操作。在例子2中，为了使得操作员可更容易地执行操作，可以观察被检体。

图2示出本例子的PAM装置100的配置。与图1B相同的部件由类似的附图标记指示，并且将不重复描述。另外，为了简化图，激光光源、光学***、光学扫描机构、探测器和探测器扫描机构没有被画出。如所示的那样，本例子的PAM装置具有在按压板7的垂直方向上的照相机14、以及照明（light）被检体的灯15。显示来自照相机14的图像的监视器16被设置于外罩盖1。作为照相机14，例如，可以使用视频照相机。

在本例子中，跨（across）按压板7在被检体成像侧设置照相机14。安装位置不限于此，并且，可在保持板6侧设置照相机14。并且，在与照相机14相同的方向上适当地设置灯15，这一点不受限制。例如，灯15可从下面照明被检体或者可从照相机14的相对侧照明被检体。并且，由于监视器16可向操作员显示被按压和保持的被检体就够了，因此，可以在PAM装置100的内部或外部设置监视器16。即，通过照相机成像的图像可被输出到安装于PAM装置中的监视器，或者可被输出到与装置分离的监视器。

以上配置的PAM装置100用灯15照明被检体，并且在监视器16上显示示出由照相机14成像的被检体的按压和保持状态的图像。出于这种原因，操作员可容易地观察被检体，并且可更容易地执行按压和保持被检体的操作。

例子3

在本例子中，将描述打开门时的照射光的发射控制。图3示出本例子的PAM装置100的内部配置。与图1A和图1B相同的部件由类似的附图标记指示，并且将不重复描述。另外，为了简化图，光学***、光学扫描机构、探测器和探测器扫描机构没有被画出。如所示的那样，本例子的PAM装置100具有控制器17、门开/闭检测传感器18和遮挡物（shutter）19。

为了确保被检者和操作员的安全，当打开操作用门2时，必须停止激光光源9的发光或遮断照射光。由控制器17执行控制。另外，检测操作用门2的打开和闭合的门开/闭检测传感器18被设置在操作用门2或操作用门开口3上。作为门开/闭检测传感器18，接触型限位（limit）传感器是优选的。另外，设置用于遮断从激光光源9发射的激光的遮挡物19。并且，虽然遮挡物19被示为被设置在激光光源9外部，但是，它可被设置在激光光源9内部。

顺便说一句，为了停止激光光源9的发光，存在用于关断Q开关（Q switch）的方法和用于关断闪光灯（flash lamp）的方法。对于用于关断Q开关的方法，激光光源9可被保持受激，使得重新启动激光光源9不必花费长的时间并且可从停止发光的状态立即重新开始发光。另外，对于用于通过闭合遮挡物19来遮断激光而不停止发光的方法，激光光源9可被保持受激，使得可以立即重新开始发光。因此，为了停止发光，通过使用用于关断Q开关的方法和用于闭合遮挡物的方法中的任一种，可以立即重新开始发光以迅速地获取被检体的图像。

因此，在门开/闭检测传感器18检测到操作用门2的打开时，控制器17关断激光光源9的Q开关或闭合遮挡物19。之后，当门开/闭检测传感器18检测到操作用门2的闭合时，控制器17接通激光光源的Q开关或者打开遮挡物以重新开始发光。并且，从改善安全性的观点，当门开/闭检测传感器18检测到操作用门2的打开时，控制器17优选关断激光光源9的Q开关并闭合遮挡物19。

如上所述，在本例子的PAM装置中，当操作用门2的打开被检测到时，控制器停止激光发光并且遮断照射光，由此，可以确保被检者和操作员的针对照射光的安全性。

例子4

在本例子中，将描述遮断激光以确保被检者和操作员的安全性的配置。与例子3中那样，本例子的PAM装置可执行关断Q开关以停止发光的控制或通过闭合遮挡物的动作来遮断照射光的控制。

图4A是操作用门2的侧视图。操作用门2具有用于打开和闭合操作用门2的门把手（door knob）2a和门锁2b。门开/闭检测传感器18被安装于门锁2b上以与其反应。图4B示出该状态。图4B示出以门锁2b为中心的后视图。另外，如图4A所示，为了使操作用门2即使在门锁2b被解锁时也不能被立即打开，在操作用门2的开口的附近在PAM装置100本体的框架20上设置磁体门吸（magnet catch）2c。

在以上在本例子中已描述的PAM装置中，在操作用门2被打开之前，门开/闭检测传感器18可检测到门锁2b的移动。然后，即使当门锁2b沿打开门的方向彻底旋转时，由于磁体门吸2c，操作用门2也不能容易地被打开。因此，当门开/闭检测传感器检测到门锁的移动时，Q开关被关断或者遮挡物被闭合以控制激光，使得可以防止对于被检者和操作员的光照射并且可以安全地执行测量。另外，从改善安全性的观点，优选一起执行Q开关的关断和遮挡物的闭合。

并且，在例子3和例子4中，为了确保被检者和操作员的安全性，停止激光光源的发光或者遮断激光。作为替代方案，在激光的发射期间不可打开操作用门。具体地，PAM装置具有光学传感器，并且，在光学传感器检测到向其发射的激光的一部分的同时，在从外罩盖的内部锁上操作用门的状态下，操作用门的门把手不能被旋转。

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但要理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围要被赋予最宽的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

本申请要求在2010年4月21日提交的日本专利申请No.2010-098024的权益，在此通过引用而并入其全部内容。

Claims (7)

1.一种被检体信息获取装置，包括：

保持被检体的一对板；

接收从将光从激光光源发射所至的被检体产生的声波的探测器；以及

能遮断光的罩盖，其中，所述罩盖具有位于所述一对板和探测器上方的床部分，并且所述罩盖的侧面部分包围所述一对板和探测器以便防止光被发射至装置的外部，

其中，所述罩盖的床部分具有第一开口，所述第一开口用于将作为被检者的一部分的被检体***所述罩盖中，并且所述罩盖的侧面部分具有第二开口和门，所述门能遮断光并且能在第二开口上被打开和闭合，以使得操作员能通过在延伸所述一对板中的每一个的平面与所述罩盖相交的位置中将操作员的手***所述罩盖中来执行操作；以及

所述第二开口被所述罩盖的侧面部分围绕。

2.根据权利要求1的被检体信息获取装置，还包括：

照明被检体的灯；以及

使被检体成像的照相机，

其中，通过照相机成像的被检体的图像被输出到监视器。

3.根据权利要求1的被检体信息获取装置，还包括：

检测第二开口上的门的开/闭状态的传感器；

遮断来自激光光源的光的遮挡物；以及

控制器，所述控制器在传感器检测到第二开口上的门的打开时执行用于关断激光光源的Q开关的控制。

4.根据权利要求3的被检体信息获取装置，

其中，所述门具有门锁，

其中，当从锁上门的位置移动门锁时，传感器检测第二开口上的门的打开。

5.根据权利要求4的被检体信息获取装置，其中，

所述门是铰接的开/闭门，并且

所述罩盖具有保持门的磁体门吸。

6.根据权利要求1的被检体信息获取装置，其中，

所述被检体是被检者的***。

7.根据权利要求1的被检体信息获取装置，还包括检测激光的一部分的光学传感器；

其中，当光学传感器检测到光发射时，所述第二开口上的门被从罩盖的内部锁上。