一种光声成像装置包括光照射单元、接收单元和处理单元。光照射单元以用于产生对应于构成编码序列的正编码要素的光声波的第一光照射被检体，并以用于产生对应于构成编码序列的负编码要素的光声波的第二光照射被检体。接收单元通过接收对应于正编码要素的光声波输出第一信号，该光声波是通过用第一光照射被检体产生的，并且，接收单元通过接收对应于负编码要素的光声波输出第二信号，该光声波是通过用第二光照射被检体产生的。处理单元通过基于关于编码序列的信息对第一信号和第二信号进行解码处理来获得解码信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光声成像装置、用于获取信息的方法和程序
本公开涉及一种使用光声效应的光声成像装置。
技术介绍
在医疗领域中正在积极地追求将光施加到被检体上以将基于照射光获取的被检体的内部的信息成像的光学成像装置。光学成像技术之一是光声层析成像(PAT)。在PAT中，从光源发射的光被施加到被检体，并且检测从吸收了在被检体中传播和扩散的光的能量的组织产生的声波。声波产生的现象被称为光声效应，并且所产生的声波被称为光声波。所述声波通常是超声波。专利文献1公开了利用其中布置有多个脉冲光的脉冲序列照射被检体。专利文献1还公开了基于通过光照射在被检体中产生的光声波来重建图像数据。引用列表专利文献专利文献1：日本专利公开第2014-39801号
技术实现思路
技术问题在使用多次光照射的光声层析成像的情况下，通常，在完成由光照射产生的光声波的接收之后，进行下一次光照射，并且开始接收接下来产生的光声波。然而，利用该方法，每单位时间的光照射次数受到限制。这使得难以改善每单位时间获得的光声波的接收信号的信噪(S/N)比。本公开使用由多次光照射产生的光声波来改善光声成像装置中的每单位时间获得的光声波的接收信号的S/N比。一种光声成像装置包括光照射单元、接收单元和处理单元。光照射单元以用于产生对应于构成编码序列的正编码要素的光声波的第一光照射被检体，并以用于产生对应于构成编码序列的负编码要素的光声波的第二光照射被检体。接收单元通过接收对应于正编码要素的光声波输出第一信号，该光声波是通过用第一光照射被检体产生的，并且，接收单元通过接收对应于负编码要素的光声波输出第二信号，该光声波是通过用第二光照射被检体产生的。处理单元通过基于关于编码序列的信息对第一信号和第二信号进行解码处理来获得解码信号。根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本专利技术的其他特征将变得清晰。附图说明[图1A]图1A是示意性地示出对应于正编码要素的光强度和光声波的接收信号的曲线图。[图1B]图1B是示意性地示出对应于负编码要素的光强度和光声波的接收信号的曲线图。[图2A]图2A是示意性地示出对应于编码序列的光强度和光声波的接收信号的曲线图。[图2B]图2B是示意性地示出对应于编码序列的光强度和光声波的接收信号的曲线图。[图2C]图2C是示意性地示出对应于编码序列的光强度和光声波的接收信号的曲线图。[图3]图3是根据本公开的实施例的光声成像装置的框图。[图4]图4是示出根据本公开的实施例的计算机及其外围设备的配置的框图。[图5A]图5A是示出半导体激光器的特性的曲线图。[图5B]图5B是示出半导体激光器的特性的曲线图。[图5C]图5C是示出半导体激光器的特性的曲线图。[图6A]图6A是示出对应于正编码要素的接收信号的曲线图。[图6B]图6B是示出换能器的接收特性的曲线图。[图6C]图6C是示出由图6B中的换能器接收到的信号的曲线图。[图7]图7是示出当上升时间改变时对应于正编码要素的接收信号的曲线图。[图8]图8是示出上升时间与半最大值处全宽(afullwidthathalfmaximum，FWHM)之间的关系的曲线图。[图9]图9是示出当下降时间改变时对应于正编码要素的接收信号的曲线图。[图10]图10是示出当下降时间改变时对应于负编码要素的接收信号的曲线图。[图11]图11是示出参考定时的时间间隔(时段)与对应于正编码要素和负编码要素的接收信号的相关值之间的关系的曲线图。[图12A]图12A是示出根据本公开第一实施例的驱动电流的曲线图。[图12B]图12B是示出根据第一实施例的接收信号的曲线图。[图12C]图12C是示出根据第一实施例的解码信号的曲线图。[图13A]图13A是示出根据第一实施例的添加有噪声的接收信号的曲线图。[图13B]图13B是示出根据第一实施例的接收信号的解码信号的曲线图。[图14]图14是示出根据第一实施例的驱动单元的配置的图。[图15A]图15A是示出根据本公开第二实施例的驱动电流的曲线图。[图15B]图15B是示出当输入图15A中的驱动电流时获得的接收信号的曲线图。[图15C]图15C是示出根据第二实施例的驱动电流的曲线图。[图15D]图15D是示出当输入图15C中的驱动电流时获得的接收信号的曲线图。[图16A]图16A是示出根据第二实施例的解码信号的曲线图。[图16B]图16B是示出根据第二实施例的解码信号的曲线图。[图16C]图16C是示出根据第二实施例的解码信号的曲线图。[图17A]图17A是示出根据第二实施例的添加有噪声的接收信号的曲线图。[图17B]图17B是示出根据第二实施例的添加有噪声的接收信号的曲线图。[图18A]图18A是示出根据第二实施例的图17A中的接收信号的解码信号的曲线图。[图18B]图18B是示出根据第二实施例的图17B中的接收信号的解码信号的曲线图。[图18C]图18C是示出其中图18A和图18B中的解码信号被相加起来的解码信号的曲线图。具体实施方式在本领域中已知的是，当光被施加到物质时，由于光声效应而产生声波(也称为光声波)。将描述通过使用处理光声波的接收信号的光声成像装置控制照射光来基于包括正和负编码要素的编码序列进行编码的方法。图1A和图1B是示意性地示出照射光的强度和由照射光产生的光声波的接收信号的电平的时间变化的曲线图。通常，如图1A所示，当照射光的强度的时间变化为正时，可以获得正电平接收信号。相反，如图1B所示，当照射光的强度的时间变化为负时，可以获得负电平接收信号。随着每单位时间的照射光强度的变化增大，接收信号的电平增大。在图1A和图1B中，忽略了光声波从声源到接收单元的传播时间。专利技术人从以下构想中发现了本公开：可以通过控制照射光强度的时间变化的正负来控制接收信号的电平的正负，如图1A和图1B所示。换句话说，专利技术人已经发现了，通过控制照射光强度的时间变化的正和负来控制编码中的构成编码序列的编码要素的正和负。例如，包括正和负编码要素的编码序列可以通过组合图1A所示的编码要素为{1}的光照射和图1B所示的编码要素为{-1}的光照射来定义。在本说明书中，用于产生对应于正编码要素的光声波的光被称为“第一光”。用于产生对应于负编码要素的光声波的光被称为“第二光”。将参照图2A至图2C描述对应于若干图案的编码序列的光照射序列的例子。图2A至图2C中的虚线各自表示每个编码要素的参考定时。图2A是示意性地示出了照射光强度和对应于编码序列{1,1}的光声波的接收信号的电平的时间变化的曲线图。图2A所示的照射光的序列包括两个连续的光(第一光)，其强度在短时间内急剧增大并随时间逐渐减小。将强度在短时间内急剧增大的定时调整为对应于正编码要素的参考定时。例如，可以使强度在短时间内急剧增大的时段的中心的定时与参考定时一致。在这种情况下，可以在参考定时获得大的正接收信号。大的正接收信号是对应于正编码要素{1}的信号。图2B是示意性地示出了照射光强度和对应于编码序列{-1,-1}的光声波的接收信号的电平的时间变化的曲线图。图2B所示的照射光的序列包括两个连续的光(第二光)，其强度随时间逐渐增大并在短时间内急剧减小。将强度在短时间内急剧下降的定时调整为对应于负编码要素的参考定时。具体地，使得强度在短时间内急剧下降的时段的中心的定时与参本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光声成像装置，包括：光照射单元；接收单元；以及处理单元，其中，光照射单元以用于产生对应于构成编码序列的正编码要素的光声波的第一光照射被检体，并以用于产生对应于构成编码序列的负编码要素的光声波的第二光照射被检体，其中，接收单元通过接收对应于正编码要素的光声波输出第一信号，该光声波是通过用第一光照射被检体产生的，并且，接收单元通过接收对应于负编码要素的光声波输出第二信号，该光声波是通过用第二光照射被检体产生的，并且其中，处理单元通过基于关于编码序列的信息对第一信号和第二信号进行解码处理来获得解码信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.26 JP 2016-2099221.一种光声成像装置，包括：光照射单元；接收单元；以及处理单元，其中，光照射单元以用于产生对应于构成编码序列的正编码要素的光声波的第一光照射被检体，并以用于产生对应于构成编码序列的负编码要素的光声波的第二光照射被检体，其中，接收单元通过接收对应于正编码要素的光声波输出第一信号，该光声波是通过用第一光照射被检体产生的，并且，接收单元通过接收对应于负编码要素的光声波输出第二信号，该光声波是通过用第二光照射被检体产生的，并且其中，处理单元通过基于关于编码序列的信息对第一信号和第二信号进行解码处理来获得解码信号。2.根据权利要求1所述的光声成像装置，其中，第一光在对应于正编码要素的参考定时处的光强度的时间变化大于在其它定时处的光强度的时间变化，并且其中，第二光在对应于负编码要素的参考定时处的光强度的时间变化大于在其它定时处的光强度的时间变化。3.根据权利要求1或2所述的光声成像装置，其中，第一光的对应于正编码要素的参考定时的上升时间为1/(2f)秒或更少，其中f是接收单元的接收频带的中心频率。4.根据权利要求1或2所述的光声成像装置，其中，第一光的对应于负编码要素的参考定时的下降时间为1/(2f)秒或更少，其中f是接收单元的接收频带的中心频率。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光声成像装置，其中，第一光的照射时间与第二光的照射时间之间的时间间隔等于或大于2/f秒，其中f是接收单元的接收频带的中心频率。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光声成像装置，其中，当编码序列的正编码要素和负编码要素彼此相邻时，光照射单元将对应于正编码要素的参考定时和对应于负编码要素的参考定时之间的光强度设置为落入预定范围内。7.根据权利要求6所述的光声成像装置，其中，当编码序列的正编码要素和负编码要素彼此相邻时，光照射单元将光强度的时间变化的波形设置为矩形波。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的光声成像装置，其中，编码序列是根据巴克码的编码序列，并且其中，处理单元通过根据下式进行解码处理来获取解码信号DS(t)，[数学式1]其中，{ai}是编码序列，Δt是第一光的照射定时和第二光的照射定时之间的时间间隔，并且S(t)是包括第一信号和第二信号的信号，其中i＝1到N，N是代码长度，并且每个编码要素是1或-1。9.根据权利要求1至7中的任一项所述的光声成像装置，其中，编码序列包括彼此不同并具有互补关系的第一编码序列和第二编码序列，并且其中，处理单元通过根据下式进行解码处理来获取解码信号DS(t)，[数学式2]其中，{ai}是第一编码序列，{bi}是第二编码序列，Δt是第一光的照射定时和第二光的照射定时之间的时间间隔，Sa(t)是对应于第...
【专利技术属性】
技术研发人员：古川幸生，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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