光声测量装置制造方法及图纸

一种能够以高精度测量吸收体的位置和尺寸的测量装置，该测量装置包括：用于发射脉冲光束的光源单元；用于将由光源单元发射的脉冲光束引导到检查对象的内部的照明光学单元；和用于检测由脉冲光束产生的光声信号的声学信号检测单元，其中，照明光学单元包含被相对地配置为使得检查对象被来自其两侧的脉冲光束照射的第一照明光学单元和第二照明光学单元，并且，声学信号检测单元被设置为使得声学信号检测单元的检测表面位于与第一照明光学单元和第二照明光学单元用脉冲光束照射的检查对象的照射表面中的一个表面那侧相同的侧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于测量生物组织内的光谱特性(spectral characteristics)的测量装置。特别地，本专利技术适用于利用光声效应的测量装置。
技术介绍
用于测量生物组织内部的光谱特性的测量装置被用于基于诸如包含于血液中的血红蛋白(hemoglobin)的特定物质的光吸收特性确定伴随肿瘤的生长的新的血管的形成或血红蛋白的氧代谢(metabolism),以由此对于诊断利用这些结果。·这种装置使用对于生物组织具有优异的透射性的具有约600nm 1500nm的波长的近红外光束。作为测量生物组织内部的光谱特性的方法，利用光声效应的方法是已知的。使用该方法的装置用脉冲光束照射生物组织内部，使得可从基于光能产生的光声信号测量局部区域的光谱特性。向生物组织内部施加的光的强度由于在生物组织中传播的过程中的吸收和分散(dispersion)而衰减(attenuate),因此,很少的光到达组织的深部。常规上，为了解决这些问题，提出了一种装置，其中，两个照明光学系统被设置在关于检测对象彼此相对的位置处，并且，检测对象从其两侧被照射，使得更多的光可到达深部(参见美国专利申请No. 2004/0127783)。另外，提出了一种装置，其中，用于用光照射生物组织的光纤和用于检测光声信号的压电元件被交替地布置，或者，使用用于照射的光可通过的透明压电元件，由此，光声信号的检测器被设置在与照明光学系统侧相同的一侧(参见日本专利申请公开No.2005-021380)。并且，提出了一种装置，其中，用于检测光声信号的变换器(transducer)被设置在与用于用光照射生物组织的光纤侧相同的一侧，并且它们沿检查对象的表面被扫描驱动(参见美国专利No. 5840023)。并且，提出了一种装置，其中，将诸如乳房的检查对象压平，并且切换(switch)用于用光照射平的检查对象的面(参见“The Twente Photoacoustic Mammoscope: systemoverview and performance”Phys. Med. Biol. 50 (2005)，pp. 2543-2557)。但是，用于测量生物组织内部的光谱特性的常规测量装置具有以下的问题。在生物组织内传播的光受各向异性参数g影响。各向异性参数g在生物组织中具有约0. 9的值，并主要导致向前的散射(forward scattering)。在这种情况下，由于向前的散射的影响，因此，在更接近光入射侧的位置中，被生物组织中的吸收体吸收的光的能量变得更大。关于作为从具有上述的吸收光的能量的偏置分布的吸收体产生的光声信号的光声波，从吸收光的能量大的光入射方向的边界产生的信号具有最大的强度。在美国专利申请No. 2004-0127783中所描述的结构中，用于检测光声信号的变换器被设置在与两个照明光学系统不同的面上。换句话说，不沿光入射方向设置变换器。在用上述的结构检测从球状的吸收体产生的光声信号的情况下，从最接近变换器的位置处的边界产生的信号首先被接收，并且，从最远离变换器的位置处的吸收体的边界产生的信号最后被接收。从这种信号轮廓(profile)，用于在球状吸收体中传播的时间和生物组织中的音速被读取，由此，可以计算吸收体的位置和尺寸。但是，最接近变换器的位置和最远离变换器的位置处于与光入射方向不同的方向，由此，不能用上述的最大强度的信号检测传播时间。 另外，根据日本专利申请公开No. 2005-021380和美国专利No. 5840023，照明光学系统和用于检测光声信号的变换器被设置在同一面上，但是，照明光学系统仅被设置在一个面上。通过该结构，通过吸收体吸收的光的能量在光入射侧变大，并在其相对侧变小。因此，能够以最大的强度检测从最接近变换器的位置处的边界产生的信号，但是，不能以最大强度检测从最远离变换器的位置处的边界产生的信号。并且，根据“The TwentePhotoacoustic Mammoscope: system overview and performance” Phys. Med.Biol. 50(2005)，pp. 2543-2557,被压迫的检查对象逐侧地(one side by one side)在其两侧被照射，但是，由于照明方向被切换，因此出现时间延迟。通过该结构，从两侧进入的光的能量不相互叠加(superimpose),因此，到达组织的深部的光的量不能增加。因此，从组织的深部中的吸收体产生的光声信号的强度变小。如上所述，即使使用作为常规的例子描述的技术中的任一个，也在用高的精度和高的对比度检测位于生物组织的深部中的吸收体的位置和尺寸时存在问题。
技术实现思路
鉴于上述的问题，提出了本专利技术，因此，本专利技术的目的是，提供能够通过用高对比度信号检测从位于生物组织的深部中的吸收体的边界产生的光声信号而精确地测量吸收体的位置和尺寸的测量装置。本专利技术旨在提供具有以下的结构的测量装置。本专利技术的测量装置包括光源单元，所述光源单元用于发射脉冲光束；照明光学单元，所述照明光学单元用于将由所述光源单元发射的脉冲光束引导到检查对象的内部；以及，声学信号检测单元，所述声学信号检测单元用于检测由被引导到检查对象的内部的所述脉冲光束产生的光声信号，其中，所述照明光学单元包含第一照明光学单元和第二照明光学单元，所述第一照明光学单元和第二照明光学单元被配置为使得检查对象被来自其两侧的脉冲光束对向地照射，并且，所述声学信号检测单元被设置为使得所述声学信号检测单元的检测表面位于与第一照明光学单元和第二照明光学单元用脉冲光束照射的检查对象的照射表面中的一个表面那侧相同的侧。可以实现能够通过用高对比度信号检测从位于生物组织的深部中的吸收体的边界产生的光声信号来以高精度测量吸收体的位置和尺寸的测量装置。 从参照附图对示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图I是示出根据本专利技术的例子I的测量装置的示意性结构的示图。图2是示出从根据本专利技术的例子I的检查对象E产生的光声信号S的轮廓的曲线图。图3是示出根据本专利技术的例子I的600nm IOOOnm的波长范围中的HbO2和Hb的吸收光谱的曲线图。图4是示出由根据本专利技术的例子I的超声波检测器接收的球状吸收体中的光声信号S的示图。图5是示出作为在与第一照明光学系统不同的表面上设置超声波检测器的例子的、在与第一照明光学系统垂直的表面上设置超声波检测器的常规的例子(与US2004/0127783类似)的结构的示图。图6是示出从图4的结构去除第二照明光学系统的常规的例子(与日本专利申请公开No. 2005-021380的结构类似)的结构的示图。图7是比较根据本专利技术的例子I的图4所示的超声波检测器的检测信号轮廓与根据常规的例子的图5和图6所示的超声波检测器的检测信号轮廓的曲线图。图8是示出根据本专利技术的例子I的第一照明光学系统和超声波检测器的另一结构例子的示图。图9是示出根据本专利技术的例子I的第一照明光学系统和超声波检测器的另一结构例子的示图。图10是示出根据本专利技术的例子I的第一照明光学系统和超声波检测器的另一结构例子的示图。图11是示出根据本专利技术的例子I的第一照明光学系统和超声波检测器的另一结构例子的示图。图12是示出根据本专利技术的例子I的第一照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量装置，包括：照明光学单元，所述照明光学单元用于将由光源单元发射的脉冲光引导到检查对象；检测单元，所述检测单元用于检测在检查对象的内部由所述脉冲光产生的弹性波并且将所述弹性波转换成电信号，其中，所述照明光学单元包含第一照明光学单元和第二照明光学单元，所述第一照明光学单元和第二照明光学单元被配置为经由被置于它们之间的检查对象彼此相对，用于利用来自其两侧的脉冲光照射检查对象，以及其中，所述检测单元被设置于与配置第一照明光学单元的侧和配置第二照明光学单元的侧中的一个相同的侧。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西原裕，福谷和彦，中嶌隆夫，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：