光声成像方法和光声成像装置制造方法
【专利摘要】[目标]为了提供使得光声图像能够被高速显示的光声成像方法。[构造]光声成像方法例如使用由激光单元(13)输出的光束来扫描对象，检测由于光的扫描而在对象内生成的声波，以获得声波检测信号，并基于声波检测信号来生成表示对象的三维光声图像的体数据。投影图像生成部(60)在生成体数据之前且与光的扫描并发地，生成在光的辐照深度方向上投影的光声投影图像，并生成与在光的辐照深度方向上延伸的平面有关的对象的光声断层图像。图像显示装置(14)显示光声断层图像和光声投影图像。
【专利说明】光声成像方法和光声成像装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及光声成像方法，即，将光辐照到对象(例如，活体组织)上并基于伴随着光的辐照而生成的声波对对象成像的方法。
[0002]本发明还涉及用于执行光声成像方法的装置。【背景技术】
[0003]通常，利用光声效应对生物的内部成像的光声成像装置是已知的，如专利文献I和非专利文献I所公开的。光声成像装置将脉冲光(例如，脉冲激光束)辐照到生物中。吸收脉冲光的能量的生物组织通过其由于热造成的体积膨胀而生成声波。超声波探头等检测到超声波，以及基于由此获得的电信号(光声信号)来启动对生物的内部的视觉化。
[0004]光声成像方法仅基于从特定光吸收体放射的声波来构造图像。因此，光声成像很好地适于对生物内的特定组织(例如，血管)成像。正在考虑应用光声成像，以在对人进行手术期间对血管进行成像和显示来使得可以确认血管的位置。在将光声成像应用于这种使用的情况下，基于表示对象的二维区域的光声信号来生成表示对象的二维区域的所谓的体数据，以及基于体数据来构造所期望的横截面的断层图像，如专利文献2中公开的。
[0005][【背景技术】文献]
[0006][专利文献]
[0007][专利文献I]
[0008]日本特开N0.2005-021380
[0009][专利文献2]
[0010]日本特开N0.2011-005042
[0011][非专利文献]
[0012][非专利文献I]
[0013]X.Wang 等的“A High Speed Photoacoustic Tomography System basedon aCommercial Ultrasound and a Custom Transducer Array，，,Proc.SPIE, Vol.7564,N0.24,February23,2010。
【发明内容】
[0014]在上述应用光声成像来确认血管位置的情况下，不是必须要像医疗诊断的情况中一样很多次地改变切片位置以观察大量的断层图像。希望伴随着探头的移动方便地显示光声图像。然而，在常规的光声成像方法中，生成体数据，然后基于体数据来生成和显示光声图像。因此，已经很难在短时间段内显示光声图像。
[0015]考虑到前述情况已经开发了本发明。本发明的目标是提供能够高速显示光声图像的光声成像方法。
[0016]本发明的另一目标是提供能够执行这种光声成像方法的光声成像装置。
[0017]本发明的光声成像方法包括:[0018]使用光来扫描对象；
[0019]检测通过光的扫描在对象内生成的声波，以获得声波检测信号；以及
[0020]基于声波检测信号来生成表示对象的三维声音图像的体数据；
[0021]在生成体数据之前且与光的扫描并发地，基于声音检测信号来生成在光的辐照深度方向上投影的对象的光声投影图像；以及
[0022]由显示装置显示光声投影图像。
[0023]要注意到，表达“与光的扫描并发地”指的是生成光声投影图像的时刻与扫描光的时刻至少部分重叠。通过采用该配置，可以伴随着光的扫描以所谓“实时”的方式来生成和显示光声投影图像。
[0024]要注意到，在本发明的光声成像方法中，期望:
[0025]要在光的辐照深度方向上对声波检测信号的绝对值进行积分；以及
[0026]要基于积分的声波检测信号的值来生成光声投影图像。
[0027]在该情况下，期望能够根据需要来设置执行积分的辐照深度方向。
[0028]此外，在本发明的光声成像方法中，期望:
[0029]要在生成体数据之前且与光的扫描并发地，基于声波检测信号来生成在光的辐照深度方向上延伸的平面的光声断层图像；以及
[0030]要由显示装置将光声断层图像连同光声投影图像一起显示。
[0031]此外，在本发明的光声成像方法中，期望:
[0032]要与使用光进行扫描并发地使用声波来扫描对象；
[0033]要通过检测伴随着使用声波的扫描而由对象反射的反射声波，获得反射声波检测信号;
[0034]要基于反射声波检测信号来生成在光的辐照深度方向上投影的反射声波投影图像；以及
[0035]要在对象在各图像内的公共部分彼此重叠的状态下，以重叠方式来显示反射声波投影图像和光声投影图像。
[0036]此外，在本发明的光声成像方法中，期望:
[0037]要与使用光进行扫描并发地使用声波来扫描对象；
[0038]要通过检测伴随着使用声波进行的扫描而由对象反射的反射声波，获得反射声波检测信号；
[0039]要基于反射声波检测信号来生成在光的辐照深度方向上延伸的平面的反射声波断层图像；以及
[0040]要在对象在各图像内的公共部分彼此重叠的状态下，以重叠方式来显示反射声波断层图像和光声断层图像。
[0041]此外，在本发明的光声成像方法中，期望:
[0042]要与使用光进行扫描并发地使用声波来扫描对象；
[0043]要通过检测伴随着使用声波进行的扫描而由对象反射的反射声波，获得反射声波检测信号；
[0044]要基于反射声波检测信号来生成在光的辐照深度方向上延伸的平面的反射声波断层图像；以及[0045]要由显示装置来显示反射声波断层图像和光声投影图像。
[0046]此外，在本发明的光声成像方法中，期望:
[0047]要生成表示生物的血管的图像，作为光声断层图像。
[0048]本发明的光声成像装置包括:
[0049]光扫描装置，光扫描装置用于使用光来扫描对象；
[0050]声波检测装置，用于检测由于光的扫描在对象内生成的声波，并获得声音检测信号；以及
[0051]用于基于声音检测信号来生成表示对象的三维光声图像的体数据的装置；
[0052]图像构造装置，用于在生成体数据之前且与光的扫描并发地，基于声音检测信号来生成在光的辐照深度方向上投影的对象的光声投影图像；以及
[0053]显示装置，用于显示光声投影图像。
[0054]期望本发明的光声成像装置采用配置，其中:
[0055]图像构造装置被配置为:能够在生成体数据之前且与光的扫描并发地，基于声波检测信号来生成与在光的辐照深度方向上延伸的平面有关的对象的光声断层图像；以及光声成像装置还包括:
[0056]图像合并装置，用 于合并光声断层图像和光声投影图像，使得由显示装置来分别显示这两种类型的图像。
[0057]期望本发明的光声成像装置还包括:
[0058]声波扫描装置，用于使用声波来扫描对象；
[0059]反射声波检测装置，用于检测由于声波的扫描而由对象反射的声波，并获得反射声音检测信号；以及
[0060]图像合并装置；以及其中:
[0061]图像构造装置被配置为:能够在生成体数据之前且与声波的扫描并发地，基于反射声音检测信号来生成在光的辐照深度方向上投影的对象的反射声音投影图像；以及
[0062]图像合并装置合并反射声音投影图像和光声投影图像，使得在对象在各图像内的公共部分彼此重叠的状态下，由显示装置以重叠方式显示这两种类型的图像。
[0063]期望本发明的光声成像装置还包括:
[0064]声波扫描装置，用于使用声波来扫描对象；
[0065]反射声波检测装置，用于检测由于声波的扫描而由对象反射的声波，并获得反射声音检测信号；以及
[0066]图像合并装置；以及其中:
[0067]图像构造装置被配置为:能够在生成体数据之前且与声波的扫描并发地，基于反射声音检测信号来生成与在光的福照深度方向上延伸的平面有关的对象的反射声音断层图像；以及
[0068]图像合并装置合并反射声音断层图像和光声投影图像，使得由显示装置来分别显示这两种类型的图像。
[0069]期望本发明的光声成像装置还包括:
[0070]声波扫描装置，用于使用声波来扫描对象；
[0071]反射声波检测装置，用于检测由于声波的扫描而由对象反射的声波，并获得反射声音检测信号；以及
[0072]图像合并装置；以及其中:
[0073]图像构造装置被配置为:能够在生成体数据之前且与声波的扫描并发地，基于反射声音检测信号来生成与在光的福照深度方向上延伸的平面有关的对象的反射声音断层图像；以及
[0074]图像合并装置合并反射声音断层图像和光声断层图像，使得在对象在各图像内的公共部分彼此重叠的状态下，由显示装置以重叠方式显示这两种类型的图像。
[0075]期望本发明的光声成像装置采用配置，其中:
[0076]光扫描装置由保持部和移动装置构成，保持部保持向对象输出光的多个光辐照部以及在公共的单个方向上布置的声波检测装置的多个检测单元，移动装置用于在与单个方向垂直的方向上移动保持部。
[0077]备选地，本发明的光声成像装置可以采用配置，其中:
[0078]光扫描装置由以二维矩阵方式布置的多个光辐照部构成。
[0079]本发明的光声成像方法在生成体数据之前，与光的扫描并发地基于声波检测信号来生成在扫描光的辐照深度方向上投影的光声投影图像，并在显示装置上显示光声投影图像。因此，与基于声波检测信号来生成体数据，然后基于体数据来生成光声图像的情况相比，可以更方便地生 成和显示光声投影图像。
[0080]本发明的光声成像方法在生成体数据之前，与光的扫描并发地基于声波检测信号来生成在扫描光的辐照深度方向上延伸的平面的光声断层图像，并在显示装置上将光声断层图像连同光声投影图像一起显示。在该情况下，除了光声投影图像之外，还可以方便地生成和显示光声断层图像。
[0081]本发明的光声成像方法可以用重叠方式显示光声断层图像和反射声波断层图像，或者用重叠方式显示光声投影图像和反射声波投影图像。在该情况下，通过参考表示活体组织的反射声波图像，可以更精确地辨别血管等的位置。
[0082]本发明的光声成像方法可以在光的福照深度方向上对光声信号的绝对值进行积分，并基于光声信号的积分值来生成光声投影图像。此外，可以根据需要来设置要执行积分的辐照深度方向。在该情况下，可以根据需要改变要针对其来生成投影图像的深度方向的范围。在这种情况下通过参考光声投影图像，可以精确地知晓可沿着深度方向存在的组织系统(例如，血管)是在比预定深度浅的位置处还是在比预定深度深的位置处。
[0083]本发明的光声成像装置包括图像构造装置和显示装置，图像构造装置在生成体数据之前且与光的扫描并发地，基于声波检测信号来生成对象的在扫描光的福照深度方向上投影的光声投影图像，显示装置显示该光声投影图像。因此，本发明的光声成像装置能够执行本发明的光声成像方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0084]图1是示出了执行根据本发明的第一实施例的光声成像方法的光声成像装置的示意配置的框图。
[0085]图2是示出了图1中示出的配置的一部分的框图。
[0086]图3是示出了光声成像方法中的处理流程的流程图。[0087]图4是示出了图1的装置使用的扫描机构的斜视图。
[0088]图5是示出了光声成像方法所显示的图像的示例的示意图。
[0089]图6是用于说明光声投影图像的生成的图。
[0090]图7是示出了执行根据本发明的第二实施例的光声成像方法的光声成像装置的示意配置的框图。
[0091]图8是示出了图7中示出的配置的一部分的框图。
[0092]图9是示出了执行根据本发明的第三实施例的光声成像方法的光声成像装置的示意配置的框图。
[0093]图10是示出了执行根据本发明的第四实施例的光声成像方法的光声成像装置的示意配置的框图。
[0094]图11是示出了图10中示出的配置的一部分的框图。
[0095]图12是示出了图9的装置所显示的图像的示例的示意图。
[0096]图13是示出了图10的装置所显示的图像的示例的示意图。
[0097]图14是示出了根据本发明的第五实施例的光声成像方法所使用的二维探头的斜视图。
[0098]图15是示出了执行根据本发明的第五实施例的光声成像方法的光声成像装置的示意配置的框图。
【具体实施方式】
[0099]下面将参照附图详细地描述本发明的实施例。图1示出了根据本发明的第一实施例的光声成像装置10。光声成像装置10包括:超声波探头(探头)11 ;超声波单元12 ;以及激光光源(激光单元)13。激光单元13生成要辐照到对象上的激光束。可以根据观察目标来适当设置要辐照到对象上的激光束的波长。通过光导装置(例如，光纤)将激光单元13输出的激光束引导到探头11，然后从探头11辐照到对象上。
[0100]探头11还将超声波作为一种类型的声波向对象输出(发送)，并检测(接收)对象反射的反射超声波。探头11具有多个超声波换能器，该多个超声波换能器例如一维排列。探头11还检测由对象内吸收激光单元13输出的激光束的测量目标所生成的超声波(声波)。沿着多个超声波换能器的布置方向布置光导装置的末端部分(即，多个光纤等的前端部分)，以及激光束从该末端部分向对象辐照。
[0101]要注意到，在获得对象的光声图像或超声波图像时，探头11在与超声波换能器和光导装置的末端部分延伸的方向实质上垂直的方向上移动，以由此使用激光束和超声波来二维扫描对象。可以由操作员手动移动探头11来执行该扫描。备选地，可以使用例如图4中示出的扫描机构来实现更精确的二维扫描。图4中示出的扫描机构由以下部分构造:耦合到探头11的螺纹啮合部分80 ;保持板81 ；由保持板81可旋转地保持并且与螺纹啮合部分80进行螺纹啮合的钻孔螺丝82 ;固定到保持板81并穿过螺纹啮合部分80的孔的引导杆83 ;以及用于在顺时针和逆时针方向上旋转钻孔螺丝82的电机84。当驱动扫描机构的电机84时，与旋转的钻孔螺丝82螺纹啮合的螺纹啮合部分80前进和后退，探头11在图4中的箭头W的方向上移动，以及实现上述的二维扫描。
[0102]现在返回图1，超声波单元12具有接收电路21、A/D转换装置22、接收存储器23、数据分离装置24、光声图像重构装置25、接收光声图像重构装置25的输出的投影图像生成部60、超声波图像重构装置26、接收超声波图像重构装置26的输出和光声图像重构装置25的输出的断层图像生成部70、以及接收断层图像生成部70的输出和投影图像生成部60的输出的图像合并装置27。超声波单元12还包括:触发控制电路28、发送控制电路30以及控制装置31。控制装置31控制超声波单元12的各个组件。
[0103]探头11检测声波，并输出声波检测信号。探头11还检测反射的超声波，并输出超声波检测信号。接收电路21接收声波检测信号和超声波检测信号。A/D转换装置22是采样装置，并将接收电路21接收到的声波检测信号和超声波检测信号转换为数字信号。A/D转换装置22以例如与A/D时钟信号同步的预定采样周期来采样各个类型的信号。
[0104]触发控制电路28向激光单元13输出命令光输出的光触发信号。激光单元13包括闪光灯32，闪光灯32是Q开关脉冲激光器(例如，YAG或钛蓝宝石)以及控制激光振荡的Q开关33的泵浦(pumping)光源。当触发控制电路28输出闪光灯触发信号时,激光单元13照亮闪光灯32并注入(pump) Q开关脉冲激光器。触发控制电路28例如在闪光灯32充分注入Q开关脉冲激光器之后输出Q开关触发信号。当接收到Q开关触发信号时打开Q开关，并使得从激光单元13输出激光束。可以根据Q开关激光器的特性来估计从点亮闪光灯32的时刻到充分注入Q开关激光器的时间点所需的时间量。
[0105]替代由触发控制电路28来控制Q开关，可以在激光单元13内打开Q开关33。在该情况下，可以从激光单元13向超声波单元12发送指示Q开关已被打开的信号。
[0106]此外，触发控制电路28向传输控制电路30输出命令发送超声波的超声波触发信号。触发控制电路28首先输出光触发信号，之后输出超声波触发信号。即，触发控制电路28在输出光触发信号之后 输出超声波触发信号。通过输出光触发信号来执行将激光束辐照到对象上和检测声波，之后通过输出超声波触发信号来执行向对象发送超声波和检测反射的超声波。
[0107]采样控制电路29还向A/D转换装置22输出命令发起采样的采样触发信号。在触发控制电路28输出光触发信号之后并在输出超声波触发信号之前的时刻，采样控制电路29输出采样触发信号。采样控制电路29在输出光触发信号之后的时刻，并优选地在激光束实际辐照到对象上的时刻输出采样触发信号。例如，采样控制电路29与触发控制电路28输出Q开关触发信号的时刻同步地输出采样触发信号。在接收到采样触发信号时，A/D转换装置22发起对探头11检测到的超声波(光声信号)的采样。
[0108]在输出光触发信号之后,触发控制电路28在完成对声波的检测时输出超声波触发信号。在此时，A/D转换装置22不中断超声波信号的采样，而是继续执行采样。换言之，触发控制电路28在A/D转换装置22继续采样超声波信号的状态下输出超声波触发信号。通过探头11响应于超声波触发信号来发送超声波，探头11的检测目标从声波改变为反射的超声波。A/D转换装置22通过继续采样检测到的超声波信号来不断地采样光声波和反射声波。
[0109]A/D转换装置22将已采样的光声信号和已采样的反射超声波检测信号都存储在公共的接收存储器23中。存储在接收存储器23中的已采样的数据是这样的数据:直到特定时间点是声波检测信号的数据，并在该时间点之后变为反射超声波检测信号的数据。数据分离装置24将存储在接收存储器23中的声波检测信号和超声波信号相分离。数据分离装置24向光声图像重构装置25提供分离的声波检测信号，并向超声波图像重构装置26提供分离的超声波信号。
[0110]光声图像重构装置25和超声波图像重构装置26能够生成表示对象的三维区域的体数据。然而，在本实施例的方法中，在生成体数据之前生成之后要描述的投影图像和断层图像。之后将描述与该点有关的功能。
[0111]光声图像重构装置25以对应于超声波换能器的位置的延迟时间来添加来自探头11的64个超声波换能器的数据，以生成与例如单行相对应的数据(延迟添加法)。备选地，光声图像重构装置25可以根据CBP(圆形反投影)法来执行图像重构。作为另一备选，光声图像重构装置25可以根据霍夫变换法或傅立叶变换法来执行图像重构。根据基于超声波检测信号生成的数据，超声波图像重构装置26还生成与作为断层图像的超声波图像的各行相对应的数据。
[0112]图2示出了投影图像生成部60和断层图像生成部70的详细配置，由光声图像重构装置25生成的重构图像数据被输入到投影图像生成部60中，由光声图像重构装置25生成的重构图像数据和由超声波图像重构装置25生成的重构图像数据被输入到断层图像生成部70中。
[0113]如图2中所示，投影图像生成部60包括:绝对值转换装置61，由光声图像重构装置25生成的重构图像数据被输入到绝对值转换装置61 ;深度方向数据积分装置62 ;对数转换装置63 ;以及投影图像构造装置64，这些装置按照本顺序连接。投影图像生成部60生成在激光器装置的辐照深 度方向上投影的光声投影图像。要注意到，光声投影图像的生成将在之后详细描述。
[0114]还如图2中所示，断层图像生成部70包括:检测装置71，由光声图像重构装置25生成的重构图像数据被输入到检测装置71 ;对数转换装置72 ;以及光声断层图像构造装置73，这些装置按照本顺序连接。断层图像生成部70还包括:检测装置75，由超声波图像重构装置26生成的重构图像数据被输入到检测装置75 ;对数转换装置76 ;以及超声波断层图像构造装置77，这些装置按照本顺序连接。光声断层图像构造装置73和超声波断层图像构造装置77连接到超声波/光声图像合并装置74。
[0115]检测装置71生成对光声图像重构装置25输出的每行进行表示的数据的包络曲线。对数转换装置72对包络曲线进行对数转换，以扩宽其动态范围。光声断层图像构造装置73基于表示各行的数据来生成光声断层图像，在该各行上已经执行了对数转换。更详细地，光声断层图像构造装置73通过将声波检测信号(峰值部分)沿着时间轴的位置转换为例如光声断层图像的深度方向上的位置来生成光声断层图像。
[0116]检测装置75、对数转换装置76以及超声波断层图像构造装置77与检测装置71、对数转换装置72以及光声断层图像构造装置73以相同的基本方式运行，并生成超声波断层图像。与激光束的扫描并发地生成超声波断层图像、光声断层图像以及光声投影图像。
[0117]超声波/光声图像合并装置74接收以上述方式生成的表示光声断层图像的数据和表示超声波断层图像的数据。超声波/光声图像合并装置74将该两种类型的图像合并，以使得它们将以重叠的状态显示，在该重叠的状态下，各图像内的对象的公共部分彼此重叠。图1的图像合并装置27合并以这种方式生成的合并断层图像和投影图像生成部60生成的光声投影图像，以使得在不同的位置对它们进行显示，以及最终由图像显示装置14来显示图像。
[0118]图3是对上述处理流程进行总结的流程图。首先，输出光触发信号(Al)，发起激光的注入(A2)，以及输出脉冲激光束(A3)。接下来，输出采样触发信号(A4)，发起对声波检测信号的采样(A5)，以及在接收存储器中存储声波检测信号(A6)。然后，输出超声波触发信号(A7)，发送超声波(AS)，接收反射的超声波并采样超声波检测信号(A9)，以及在接收存储器中存储超声波检测信号(AlO)。接下来，分离声波检测信号和超声波检测信号(All)，生成光声投影图像和断层图像(光声断层图像和超声波断层图像重叠于其中的图像)(A12)，合并光声投影图像和断层图像以使得对它们进行分别显示(A13)，以及由图像显示装置来显示图像(A14)。
[0119]图5是示出通过上述的处理由图像显示装置14显示的图像的示例的示意图。如图5的右侧所示，光声投影图像例如表示血管分布。在此，由水平箭头来指示激光束的扫描。随着扫描进行，连续显示所扫描范围的投影图像。在图5的左侧显示与以水平折线表示的单个横截面有关的光声断层图像，作为对当在横截面方向看去时的血管位置进行表示的图像。在本实施例中，以位置对齐并重叠的方式来显示光声断层图像和表示对象的组织系统(图5中以阴影线指示的部分)的超声波断层图像。因此，可以清楚地辨别血管在组织系统内的位置。
[0120]在此，将参考图2和图6来描述光声投影图像的生成。如图6的左侧中示出的，如果考虑断层图像内在激光束辐照深度方向上延伸的单条线L，与由于光吸收而在体积上膨胀和收缩的部分(例如，血管)有关的光声信号将从正改变为负(这同样也适用于超声波信号)。因此，图2的绝对值转换装置61获得这些信号的绝对值，并且由深度方向数据积分装置62对信号的绝对值进行积分。该积分值将对应于沿着线L的部分的光吸收积分值。相应地，针对由光扫描的整个区域获得积分值，并由图2中示出的投影图像构造装置64来对其成像。由此，可以获得表示发生光吸收的部分的投影数据。要注意到，图2中示出的对数转换装置63与对数转换装置72基本相同。
[0121]如上所述，本实施例在生成体数据之前，与光的扫描并发地基于声波检测信号来生成光声投影图像以及光声断层图像，并在显示装置14上显示该图像，其中，光声投影图像是在扫描光的辐照深度方向上投影的，光声断层图像与在扫描光的辐照深度方向上延伸的平面有关。因此，与基于声波检测信号来生成体数据，然后基于体数据来生成光声图像的情况相比，可以更方便地生成和显示光声投影图像以及光声断层图像。
[0122]接下来，将描述根据本发明的第二实施方式的光声成像方法。图7和图8示出了执行第二实施例的方法的光声成像装置110。图7示出了光声成像装置110的基本配置，以及图8详细示出了光声成像装置110的投影图像生成部60和断层图像生成部170。要注意至IJ，在图7和图8中，由相同的附图标记来表示与图1和图2中示出的构成要素相同的构成要素，并且将在其不是特别必要的限度内省略对其的详细描述(这适用于之后所有的实施例)。
[0123]本实施例的方法不生成超声波图像。将光声成像装置110与图1光声成像装置10相比较，省略了数据分离装置24和超声波图像重构装置26，以及使用图8中详细示出的断层图像生成部170来替代断层图像生成部70。要注意到，投影图像生成部60与图1的光声成像装置10中使用的投影图像生成部60相同。[0124]断层图像生成部170基本上是由图2中示出的检测装置71、对数转换装置72以及光声断层图像构造装置73构成的，并且仅生成光声断层图像。即，不生成超声波断层图像，并因此不通过与超声波断层图像重叠的方式来显示光声断层图像。由图像显示装置14将断层图像生成部170生成的光声断层图像与投影图像生成部60生成的光声投影图像一起显不O
[0125]在本实施例中，同样地，在生成体数据之前，与光的扫描并发地基于声波检测信号来生成光声投影图像以及光声断层图像，并在显示装置14上显示光声图像，其中，光声投影图像是在扫描光的辐照深度方向上投影的，光声断层图像与在扫描光的辐照深度方向上延伸的平面有关。因此，与基于声波检测信号来生成体数据，然后基于体数据来生成光声图像的情况相比，可以更方便地生成和显示光声投影图像以及光声断层图像。
[0126]本发明的光声成像方法不限于上述投影图像和断层图形的显示格式，并且可以通过其他格式来显示图像。下面的表I示出了备选显示格式的示例。要注意到，在表I中，“光声+超声波”指的是两种类型图像的重叠显示。
[0127]表I
[0128]
【权利要求】
1.一种光声成像方法，包括: 使用光来扫描对象； 检测通过光的扫描在所述对象内生成的声波，以获得声波检测信号；以及 基于所述声波检测信号来生成表示所述对象的三维声音图像的体数据； 在生成所述体数据之前且与所述光的扫描并发地，基于所述声音检测信号来生成在所述光的辐照深度方向上投影的所述对象的光声投影图像；以及由显示装置来显示所述光声投影图像。
2.根据权利要求1所述的光声成像方法，其中: 在所述光的辐照深度方向上对所述声波检测信号的绝对值进行积分；以及 基于积分的所述声波检测信号的值来生成所述光声投影图像。
3.根据权利要求1和权利要求2中任一项所述的光声成像方法，其中: 能够根据需要来设置执行所述积分的所述辐照深度方向。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光声成像方法，其中: 在生成所述体数据之前且与所述光的扫描并发地，基于所述声波检测信号来生成在所述光的辐照深度方向上延伸 的平面的光声断层图像；以及 由所述显示装置将所述光声断层图像连同所述光声投影图像一起显示。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光声成像方法，其中: 与使用所述光进行扫描并发地使用声波来扫描所述对象； 通过检测伴随着使用声波进行的扫描而由所述对象反射的反射声波，获得反射声波检测信号； 基于所述反射声波检测信号来生成在所述光的辐照深度方向上投影的反射声波投影图像；以及 在所述对象在各图像内的公共部分彼此重叠的状态下，以重叠方式来显示所述反射声波投影图像和所述光声投影图像。
6.根据权利要求4和权利要求5中任一项所述的光声成像方法，其中: 与使用所述光进行扫描并发地使用声波来扫描所述对象； 通过检测伴随着使用声波进行的扫描而由所述对象反射的反射声波，获得反射声波检测信号； 基于所述反射声波检测信号来生成在所述光的辐照深度方向上延伸的平面的反射声波断层图像；以及 在所述对象在各图像内的公共部分彼此重叠的状态下，以重叠方式来显示所述反射声波断层图像和所述光声断层图像。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的光声成像方法，其中: 与使用所述光进行扫描并发地使用声波来扫描所述对象； 通过检测伴随着使用声波进行的扫描而由所述对象反射的反射声波，获得反射声波检测信号； 基于所述反射声波检测信号来生成在所述光的辐照深度方向上延伸的平面的反射声波断层图像；以及 由所述显示装置来显示所述反射声波断层图像和所述光声投影图像。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光声成像方法，其中: 生成表示生物的血管的图像，作为所述光声断层图像。
9.一种光声成像装置，包括: 光扫描装置，用于使用光来扫描对象； 声波检测装置，用于检测由于所述光的扫描在所述对象内生成的声波，并获得声音检测信号；以及 用于基于所述声音检测信号来生成表示所述对象的三维光声图像的体数据的装置；图像构造装置，用于在生成所述体数据之前且与所述光的扫描并发地，基于所述声音检测信号来生成在所述光的辐照深度方向上投影的所述对象的光声投影图像；以及显示装置，用于显示所述光声投影图像。
10.根据权利要求9所述的光声成像装置，其中: 所述图像构造装置被配置为:能够在生成所述体数据之前且与所述光的扫描并发地，基于所述声波检测信号来生成与在所述光的辐照深度方向上延伸的平面有关的所述对象的光声断层图像；以及 所述光声成像装置还包括: 图像合并装置，用于合并所述光声断层图像和所述光声投影图像，使得由所述显示装置来分别显示这两种类型的图像。
11.根据权利要求9和权利要求10中任一项所述的光声成像装置，还包括: 声波扫描装置，用于使用声波来扫描所述对象； 反射声波检测装置，用于检测由于所述声波的扫描而由所述对象反射的声波，并获得反射声音检测信号；以及 图像合并装置；以及其中: 所述图像构造装置被配置为:能够在生成所述体数据之前且与所述声波的扫描并发地，基于所述反射声音检测信号来生成在所述光的辐照深度方向上投影的所述对象的反射声音投影图像；以及 所述图像合并装置合并所述反射声音投影图像和所述光声投影图像，使得在所述对象在各图像内的公共部分彼此重叠的状态下，由所述显示装置以重叠方式来显示这两种类型的图像。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的光声成像装置，还包括: 声波扫描装置，用于使用声波来扫描所述对象； 反射声波检测装置，用于检测由于所述声波的扫描而由所述对象反射的声波，并获得反射声音检测信号；以及 图像合并装置；以及其中: 所述图像构造装置被配置为:能够在生成所述体数据之前且与所述声波的扫描并发地，基于所述反射声音检测信号来生成与在所述光的辐照深度方向上延伸的平面有关的所述对象的反射声音断层图像；以及 所述图像合并装置合并所述反射声音断层图像和所述光声投影图像，使得由所述显示装置来分别显示这两种类型的图像。
13.根据权利要求10和权利要求11中任一项所述的光声成像装置，还包括: 声波扫描装置，用于使用声波来扫描所述对象；反射声波检测装置，用于检测由于所述声波的扫描而由所述对象反射的声波，并获得反射声音检测信号；以及 图像合并装置；以及其中: 所述图像构造装置被配置为:能够在生成所述体数据之前且与所述声波的扫描并发地，基于所述反射声音检测信号来生成与在所述光的辐照深度方向上延伸的平面有关的所述对象的反射声音断层图像；以及 所述图像合并装置合并所述反射声音断层图像和所述光声断层图像，使得在所述对象在各图像内的公共部分彼此重叠的状态下，由所述显示装置以重叠方式来显示这两种类型的图像。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的光声成像装置，其中: 所述光扫描装置由保持部和移动装置构成，所述保持部保持向所述对象输出所述光的多个光辐照部以及在公共的单个方向上布置的所述声波检测装置的多个检测单元，所述移动装置用于在与所述单个方向垂直的方向上移动所述保持部。
15.根据权利要求9至13中任一项所述的光声成像装置，其中: 所述光扫描装置 由以二维矩阵方式布置的多个光辐照部构成。
【文档编号】A61B8/00GK103458797SQ201280016350
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月19日 优先权日:2011年3月29日
【发明者】广田和弘 申请人:富士胶片株式会社