用于对生物数据进行成像的方法和设备技术

提供了一种用于对生物数据进行成像的方法和设备。一种用于产生光声图像和超声波图像的生物数据成像设备，其能够产生具有高分辨率的两种类型的图像。超声波探头包括多个探测元件。第一相位匹配相加部从光声元件数据存储器读出光声信号，并且执行第一相位匹配范围内的相位匹配相加。图像处理部分基于相位匹配和相加的数据来产生光声图像。第二相位匹配相加部执行在第二相位匹配范围内对通过信号获得部采样的反射声学信号的相位匹配相加。图像处理部基于相位匹配和相加的数据产生超声波图像。第一相位匹配范围大于第二相位匹配范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物数据成像设备。更具体地，本专利技术涉及生物数据成像设备和生物数据成像方法，该设备和方法向生物组织照射光，基于伴随光的照射产生的声学信号获得图像，向生物组织内发射超声波，并且基于反射的超声波获得图像。
技术介绍
已知超声波检查方法是实现检查对象的内部的状态的非破坏性检查的方法。超声波检查使用能够输出和检测超声波的超声波探头。当将超声波探头与检查对象接触并且产生超声波时，超声波在检查对象的内部传播，并且当它们到达坚硬的对象时被反射。超声波探头检测反射的声波，并且基于反射波到达超声波探头的时间来计算距离，以实现检查对象的内部作为图像的可视化。还已知光声成像是一种用于通过利用光声效应来成像活体内部的方法。通常，在光声成像中，诸如激光脉冲的脉冲激光被照射到活体内。吸收脉冲激光束的能量的生物组织通过由于热导致的其体积的膨胀来产生超声波(光声信号)。通过超声波探头等检测光声信号，并且分析检测的信号，以实现基于超声波的活体的可视化。例如，日本未经审查的专利公开No. 2005-21380公开了一种产生并且显示超声波图像和光声图像的设备。当产生超声波图像时，设备从超声波探头的探测元件将超声波输出到生物体内部。反射的声波，即反射的超声波被预定数量的通道的相邻的探测元件检测。 检测到的反射声波被相位匹配并且相加，以实现反射超声波的生物体内的深度位置的指定。在移位与单个通道(单线)对应的探测元件的同时，重复地执行超声波的输出和反射声波的检测，以构造超声波图像。同时，当产生光声图像时，来自光源的光被波导部引导到生物组织，并且，脉冲激光束照射到生物组织上。在脉冲激光束的照射后，超声波探头的预定数量的通道的相邻的探测元件以与在产生超声波图像期间类似的方式检测光声信号。检测到的光声信号被相位匹配和相加，以实现生物体内产生光声信号的深度位置的指定。在移位与单个通道(单线) 对应的探测元件的同时，重复地执行脉冲激光束的照射和光声波的检测，以构造光声图像。在此，相位匹配相加处理是在超声波图像的产生和光声图像的产生中的公共处理。在两种类型的图像产生中的相位匹配相加中，输入已经被相应的采样电路并行地采样的反射声波和光声信号，并且输入的反射声波和光声信号分别被相位匹配和相加。通常，能够被采样电路并行地采样的数据的数量(通道的数量)小于在超声波探头上设置的探测元件的数量。例如，超声波探头的探测元件的总数是128，并且，采样电路能够并行地采样与 64个通道对应的采样数据。在该情况下，来自64个探测元件的数据被分别相位匹配和相加，以产生超声波图像和光声图像。迄今还没有讨论当在能够产生超声波图像和光声图像的设备中产生超声波图像和光声图像时如何设置相位匹配的范围。本专利技术人已经发现不可能在当产生该两种类型的图像时相位匹配范围相同的情况下实现高分辨率的超声波图像和高分辨率的光声图像。
技术实现思路
已经根据上述情况开发了本专利技术。本专利技术的目的是提供一种生物数据成像设备和生物数据成像方法，其能够以高分辨率产生超声波图像和光声图像。为了实现上面的目的，本专利技术提供了一种生物数据成像设备，包括光照射部，用于将光照射到生物组织上；超声波探头，其包括多个探测元件，其中的每一个探测元件能够向生物组织内输出声学信号，检测由于通过光照射部的光照射导致的由生物组织产生的光声信号，并且检测作为输出到生物组织内的声学信号的反射的反射声学信号；第一相位匹配相加部，用于在第一相位匹配范围内对由探测元件检测的光声信号进行相位匹配和相加；第一图像处理部，用于基于已经通过第一相位匹配相加部相位匹配和相加的数据来产生光声图像；第二相位匹配相加部，用于在比第一相位匹配范围小的第二相位匹配范围内对由探测元件检测到的反射声学信号进行相位匹配和相加；以及第二图像处理部，用于基于已经通过第二相位匹配相加部相位匹配和相加的数据产生超声波图像。本专利技术的生物数据成像设备可以进一步包括信号获得部，用于采样由探测元件检测到的光声信号和反射声学信号。在该情况下，第一相位匹配相加部对已经通过信号获得部采样的光声信号进行相位匹配和相加，并且第二相位匹配相加部对已经通过信号获得部采样的反射声学信号进行相位匹配和相加。本专利技术的生物数据成像设备可以进一步包括区域选择部，用于从待成像的生物组织的范围被划分为的多个部分区域中顺序地选择部分区域。在该情况下，光照射部将光照射到至少包括选择的部分区域的范围上，信号获得部采样由与选择的部分区域对应的探测元件检测到的光声信号，并且将采样的光声信号存储到光声元件数据存储器中，并且，第一相位匹配相加部从光声元件数据存储器读出由与第一相位匹配范围对应的探测元件检测到的光声信号，并且执行相位匹配相加。第一相位匹配范围可以大于能够通过信号获得部并行地采样的数据的数量。与每个部分区域对应的探测元件的数量可以小于或等于能够通过信号获得部并行地采样的数据的数量。每个部分区域的宽度可以是与检测能够通过信号获得部并行地采样的多个数据的探测元件的数量对应的区域的宽度。在区域选择部已经选择了所有的部分区域，并且信号获得部已经采样了由待成像的生物组织的范围的探测元件检测到的光声信号，并且已经在光声元件数据存储器中存储了采样的光声信号后，第一相位匹配相加部可以从光声元件数据存储器读出光声信号，并且执行相位匹配相加。第二相位匹配范围可以等于能够通过信号获得部并行地采样的多个数据的宽度。在顺序地移位输出范围的同时，超声波探头的探测元件可以将声学信号输出到生物组织的预定范围内；信号获得部可以采样由对应于声学信号已经被输出到的范围的探测元件检测到的反射声学信号，并且将采样的反射声学信号存储到超声波元件数据存储器内；以及第二相位匹配相加部可以从超声波元件数据存储器读出由与第二相位匹配范围对应的探测元件检测到的反射声学信号，并且执行相位匹配相加。在该情况下，在超声波探头已经将声学信号输出到待成像的生物组织的范围内， 并且信号获得部已经采样了由待成像的生物组织的范围的探测元件检测到的反射声学信号，并且已经将采样的反射声学信号存储在超声波元件数据存储器中后，第二相位匹配相加部可以从超声波元件数据存储器读出反射声学信号，并且执行相位匹配相加。替代上面的构造，在顺序地移位输出范围的同时，超声波探头的探测元件可以将声学信号输出到生物组织的预定范围内；信号获得部可以采样由与声学信号已经被输出到的范围对应的探测元件检测到的反射声学信号；并且第二相位匹配相加部可以执行已经通过信号获得部并行地采样的反射声学信号的相位匹配相加。为了实现上面的目的，本专利技术提供了一种生物数据成像方法，包括步骤将光照射到生物组织上；使用包括多个探测元件的超声波探头来检测由于照射的光导致的由生物组织产生的光声信号；在第一相位匹配范围内对由探测元件检测到的光声信号进行相位匹配和相加；基于相位匹配和相加的光声信号产生光声图像；将光声信号输出到生物组织内；使用超声波探头检测作为输出到生物组织内的声学信号的反射的反射声学信号；在比第一相位匹配范围小的第二相位匹配范围内对由探测元件检测到的光声信号进行相位匹配和相加；基于相位匹配和相加的反射声学信号产生超声波图像。在本专利技术的生物数据成像设备和生物数据成像方法中，在第一相位匹配范围内对由超声波探头的探测元件检测到本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种生物数据成像设备，包括：光照射部，用于将光照射到生物组织上；超声波探头，包括多个探测元件，每一个探测元件能够将声学信号输出到所述生物组织内，检测由于通过所述光照射部的光照射导致的由所述生物组织产生的光声信号，并且检测作为输出到所述生物组织内的声学信号的反射的反射声学信号；第一相位匹配相加部，用于在第一相位匹配范围内对由所述探测元件检测到的所述光声信号进行相位匹配和相加；第一图像处理部，用于基于已经通过所述第一相位匹配相加部相位匹配和相加的数据来产生光声图像；第二相位匹配相加部，用于在比所述第一相位匹配范围小的第二相位匹配范围内对由所述探测元件检测到的所述反射声学信号进行相位匹配和相加；以及第二图像处理部，用于基于已经通过所述第二相位匹配相加部相位匹配和相加的数据来产生超声波图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：辻田和宏，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP