用于获取融合图像的设备和方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及用于诊断、分析和治疗的医学图像技术，并且更具体地设及用于基于 各种医学图像技术来获取能够同时提供病理学和解剖学信息的融合图像的探测器结构、成 像设备和成像方法。
【背景技术】
[0002] 超声波化S)成像设备是用于通过使用超声波探测器将超声波信号应用于人体中 的观察区域从而对观察区域的结构和特征成像，接收由组织反射的返回超声波信号并且提 取包含在信号中的信息的设备。与其它医学成像系统、例如X射线、CT、MRI、PET等相比，所述 US成像设备可低成本在对人体毫无危害的情况下有利地实时获得图像。
[0003] 光声(PA)成像设备将光子应用于人体内的观察区域，接收由在组织中被吸收的光 子直接产生的超声波信号，并且从信号提取图像信息。运种光子在组织中被吸收从而产生 超声波的特殊情况之所W发生是因为组织在吸收光子时受热。所W，如果脉冲激光器照射 于吸收性组织结构，则组织的溫度改变，并且因此组织结构膨胀。压力波从膨胀的结构向外 传播，并且可W使用超声波换能器探测所述压力波。光声图像具有的优势在于，可W基于光 吸收对比率获取图像同时确保分辨率达到超声波等级，成本与MRI相比非常低，并且患者未 暴露于电离福射。
[0004] 巧光(FL)成像设备使用的原理是，表达巧光蛋白基因的细胞或细菌被标记或被置 于活体中并且具有特定波长的光源向其照射，活体的细胞或组织或者活体中的巧光材料吸 收并且激发从外部照射的光，从而发出具有特定波长的光，并且所述光被探测并成像。由于 需要巧光蛋白基因用于获取巧光图像，所W绿巧光蛋白（GFP)、红巧光蛋白（RFP)、蓝巧光蛋 白（BFP)和黄巧光蛋白（YEP)或作为GFP的变型的增强型GFP化GFP)被广泛使用，并且正在开 发具有增强的亮度的更多不同的巧光蛋白。通常使用电荷禪合器件(CCD)照相机获取巧光 图像，运允许迅速地获取巧光图像，并且动物(例如豚鼠）不会被牺牲。
[0005] 所述医学诊断成像设备具有不同的观察区域和特征，并且因此应当根据目的和情 况将不同种类的设备应用于单个观察区域。另外，为了更精确的诊断和更多的信息，运些成 像技术可W同时使用。目前，已报道了一次性的研究方法，在该方法中使用不同的成像设备 对单个病变区域获取的图像相对而言是为实验或学习而进行研究的，但是没有提出技术手 段来同时获取不同种类的图像信息用于临床试验的使用。
【发明内容】
[0006] 技术问题
[0007] 本公开旨在克服现有技术的、将现有的医学成像设备单独地利用于诊断和医学场 所的限制。并且，在现有技术中，由于缺乏用于W各种方式同时地监测单个区域的技术措 施，所W只是根据待监测对象和监测目的来零星地获取观察区域的医学图像，并且然后图 像应由专家单独分析。但是，本公开旨在解决运种不便。
[000引技术方案
[0009] 在一个总体方面，提供了一种用于获取图像的设备，该设备包括:声源，其被配置 为将用于超声波化S)图像的超声波信号应用于对象;光源，其被配置为将用于光声(PA)图 像和巧光(FL)图像的光信号应用于对象;声音探测单元，其被配置为从对象接收由声源生 成的超声波信号或由光源生成的光声信号;光探测单元，其被配置为从对象接收由光源生 成的光信号;和图像生成单元，其被配置为通过使用所接收的超声波信号、所接收的光声信 号和所接收的光信号中的至少两种信号生成融合图像，所述融合图像包含具有关于对象的 不同探测平面的图像信息。
[0010] 在根据一个实施例的用于获取图像的设备中，图像生成单元可W通过W下步骤生 成单个融合图像:从所接收的超声波信号或所接收的光声信号生成对象的深度图像，从所 接收的光信号生成对象的平面图像，并且绘制所生成的深度图像和所生成的平面图像。
[0011] 在根据一个实施例的用于获取图像的设备中，图像生成单元可W从具有不同探测 平面的图像的每个中确定特征点，并且绘制所确定的特征点W生成其中图像之间的关系在 视觉上匹配并且显示的图像。
[0012] 在根据一个实施例的用于获取图像的设备中，声音探测单元可W与对象相邻，并 且光探测单元可W与所述声音探测单元相比被安装在离对象较远的位置处。
[0013] 在根据一个实施例的用于获取图像的设备中，可W沿着不同的轴线安装声音探测 单元和光探测单元W防止来自彼此的信号干扰。
[0014] 在根据一个实施例的用于获取图像的设备中，所述设备还可W包括用于对声音探 测单元和光探测单元的操作进行相互转换的切换器，并且可W根据用户在切换器上的操作 来接收与每个探测单元相对应的信号。
[0015] 在本公开的另一方面，提供了一种用于获取图像的设备，该设备包括:声源，其被 配置为将用于超声波化S)图像的超声波信号应用于对象;光源，其被配置为将用于光声图 像和巧光图像的光信号应用于对象;声音探测单元，其被配置为从对象接收由声源生成的 超声波信号或由光源生成的光声信号;光探测单元，其被配置为从对象接收由光源生成的 光信号;位置控制单元，其被配置为调整声音探测单元和光探测单元的物理位置;和图像生 成单元，其被配置为根据所调整的位置，通过使用所接收的超声波信号、所接收的光声信号 和所接收的光信号中的至少两种信号生成融合图像，所述融合图像包含具有关于对象的不 同探测平面的图像信息。
[0016] 在根据另一实施例的用于获取图像的设备中，图像生成单元可W通过W下步骤来 生成单个融合图像:根据位置控制单元的控制使声音探测单元沿对象的表面移动W便从所 接收的超声波信号或所接收的光声信号分层（驾臺:，laminate)出对象的深度图像从而生 成Ξ维图像，通过根据位置控制单元的控制固定光探测单元的位置从而生成对象的平面图 像，并且在考虑到调整后位置的情况下绘制所生成的Ξ维图像和所生成的平面图像。
[0017] 在根据另一实施例的用于获取图像的设备中，位置控制单元可W基于光探测单元 使声音探测单元沿着对象的表面在纵向上移动，W通过光探测单元引导与平面图像相对应 的深度图像的连续生成。
[0018] 在根据另一实施例的用于获取图像的设备中，声音探测单元可W与对象相邻，光 探测单元可W与所述声音探测单元相比被安装在离对象较远的位置处，并且声音探测单元 可w在根据位置控制单元的控制改变声音探测单元的位置时，从对象接收声音信号。
[0019] 在根据另一实施例的用于获取图像的设备中，所述设备还可W包括光学和/或声 学上透明的前部，其与对象相邻并且具有对光信号和声音信号的透过性。
[0020] 在本公开的另一方面，提供了一种用于获取图像的方法，该方法包括:将用于超声 波图像的超声波信号或用于光声图像的光信号应用于对象，并且从对象接收与所应用的信 号相对应的超声波信号或光声信号;将用于巧光图像的光信号应用于对象并且从对象接收 光信号；和通过使用所接收的超声波信号、所接收的光声信号和所接收的光信号中的至少 两种信号生成融合图像，融合图像包含具有关于对象的不同探测平面的图像信息，其中，融 合图像包括由所接收的超声波信号或所接收的光声信号生成的深度图像、由所接收的光信 号生成的平面图像、W及深度图像与平面图像之间的制图信息。
[0021] 在根据一个实施例的用于获取图像的方法中，所述方法还可W包括将所生成的融 合图像显示在显示设备上，并且包含在融合图像中的深度图像和平面图像可W根据用户操 作而相互转换W便同时地或按顺序地显示。
[0022] 在根据一个实施例的用于获取图像的方法中，所述方法还可W包括:通过基于用 于巧光图像的探测单元使用于接收超声波信号或光声信号的探测单元沿着对象的表面在 纵向上移动，使得连续分层出与平面图像相对应的深度图像来生成Ξ维图像，并且融合图 像的生成在考虑到调整后位置的情况下，可W通过绘制所生成的Ξ维图像和所生成的平面 图像生成单个融合图像。
[0023] 在根据一个实施例的用于获取图像的方法中，所述方法还可W包括从具有不同探 测平面的图像的每个中确定特征点，并且绘制所确定的特征点，并且融合图像的生成可W 生成其中图像之间的关系在视觉上匹配并且显示的图像。
[0024] 在根据一个实施例的用于获取图像的方法中，所述方法还可W包括:将超声波图 像、光声图像和巧光图像同时地显示在显示设备上;并且生成重叠图像，在所述重叠图像中 由用户选择的至少两个图像是重叠的，并且将所述重叠图像显示在显示设备上。
[0025] 在根据一个实施例的用于获取图像的方法中，所述方法还可W包括:接收来自用 户的用于图像位置的调整值、用于图像的参数W及图像透明度;并且生成根据输入的调整 值改变的图像并且将变化后的图像显示在显示设备上。
[0026] 有利效果
[0027] 本公开的实施例通过提供一种探测器结构允许更容易地分析图像，该探测器结构 可W同时地使用超声波图像、光声图像和巧光图像而利用不同的医学成像技术，通过基于 具有关于观察对象的不同探测平面的平面图像信息和深度图像信息来生成融合图像而W 多种方式为单个的观察区域提供病理学信息、解剖学信息和功能信息，并且通过用户在医 学场所的简单操作生成融合图像。
【附图说明】
[0028] 图1为示出了被用于本公开的实施例中的、用于获取图像的设备的基本结构的框 图。