專利名稱：被檢體信息獲取裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使從被檢體(subject)發(fā)射的聲波成像的被檢體信息獲取裝置。
背景技術：
作為用于使由于癌導致的血管新生 特異地(specifically)成像的方法，光聲層析攝影術(Photoacoustic tomography, PAT)已受到關注。PAT是用于將光(例如，近紅外線)發(fā)射到活體上以通過超聲探測器接收從活體內部發(fā)射的聲波并將其成像的方法。聲波也被稱為光聲波，并且典型地是超聲波。非專利文獻I (NPL I)描述了用于利用PAT的原理獲取活體中的活體信息的方法。這里描述被檢體是乳房(breast)的光聲乳房攝影術(Photoacoustic mammography, PAM)。圖5以側視圖示意性示出NPL I的測量方法。在圖5中，Nd:YAG激光器109是發(fā)射光以照射被檢體(乳房)的光源。光學系統110用從Nd = YAG激光器109發(fā)射的激光照射被檢體。掃描機構111搭載光學系統110的一部分，并且允許光學系統110向上或向下(沿圖5的箭頭方向)以及向后和向左(沿圖5的深度方向)執(zhí)行掃描，超聲探測器112接收從被檢體發(fā)射的光聲波。從掃描機構111的照射位置選擇用于成像的超聲探測器112的接收元件，然后，接收信號被放大并被轉換成數字信號以用于圖像重構。另外，玻璃窗口 107從其中透過來自光學系統110的照射光，并在玻璃窗口 107與超聲探測器112之間按壓(press)和保持被檢體。被檢者伏臥于未示出的床上，并且將她的乳房作為被檢體插入床的插入孔中，由此通過超聲探測器112和玻璃窗口 107按壓和保持乳房。在NPL I中，通過圖5所示的方法從PAT信號獲取活體中的圖像。引文列表非專利文獻NPL I Sr i r an g Manohar, et a I. , The Twente photoacousticmammoscope: system overview and performance, Physics in Medicine and Biology50(2005)2543-2557.

發(fā)明內容
技術問題在以上的技術中，使用高輸出Nd:YAG激光器109作為光源。因此，為了確保被檢者和操作員的安全，需要將整個裝置遮光。但是，NPL I沒有描述遮光，并且，整個裝置不能被充分遮光。另外，在PAM中，為了產生光聲波，光需要照射區(qū)域以產生光聲波。但是，照射光在從被檢體的表面進入時漫射(diffuse),并在被檢體內部衰減。因此，光不能總進入到被檢體的深處。從而，不能獲取照射光不能到達的區(qū)域中的活體信息。另外，當照射光以由于漫射和衰減而弱化的強度到達那里時，產生的光聲波的聲壓降低，從而降低襯度(contrast)分辨率。
為了使照射光可以以必要的強度到達被檢體中的深處，被檢體需要被按壓和保持以減小被檢體的厚度。出于這種原因，如X射線乳房攝影術中乳房被按壓和保持時那樣，優(yōu)選應用通過操作員(諸如醫(yī)生和技師的測量人員)的操作(procedure)的方法。該操作指的是以操作員用手直接觸摸被檢體、即通過牽拉或按壓擴展被檢體而按壓和保持被檢體的方式由操作員執(zhí)行的動作(operation )。但是，NPL I沒有描述用于在超聲探測器112與玻璃窗ロ 107之間按壓和保持被檢體的方法。特別地，即使當試圖按壓和保持自然懸垂的被檢體時，被檢體也向上移動并且不能被充分地按壓和保持。本發(fā)明是鑒于以上的問題而被作出的，并且本發(fā)明的目的是提供如下技術在PAM中，在被檢者和操作員的針對照射光的安全性被確保的同時，操作員可容易地在按壓和保持被檢體時執(zhí)行操作。問題的解決方案
本發(fā)明提供一種被檢體信息獲取裝置，該被檢體信息獲取裝置包括遮斷(intercept)光的罩蓋(cover)；保持被檢體的兩個板；接收從將光從激光光源發(fā)射所至的被檢體產生的聲波的探測器；以及覆蓋所述板和探測器并防止從激光光源發(fā)射的光發(fā)射至裝置的外部的罩蓋，其中，所述罩蓋具有第一開ロ(aperture)和第二開ロ，第一開ロ用于將作為被檢者的一部分的被檢體插入所述罩蓋中，第二開ロ能被打開和閉合，以使得操作員能通過在延伸所述板中的每ー個的平面與所述罩蓋相交的位置中將操作員的手插入所述罩蓋中來執(zhí)行操作。發(fā)明的有利效果根據本發(fā)明，在PAM中，在被檢者和操作員的針對照射光的安全性被確保的同時，操作員可容易地在按壓和保持被檢體時執(zhí)行操作。從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的進ー步的特征將變得明顯。


圖IA是幫助解釋根據例子I的裝置的外觀的示圖。圖IB是幫助解釋根據例子I的裝置的內部配置的示圖。圖IC是幫助解釋根據例子I的裝置的外觀的另一例子的示圖。圖2是幫助解釋根據例子2的裝置的內部配置的示圖。圖3是幫助解釋根據例子3的裝置的發(fā)光控制的內部配置的示圖。圖4A是幫助解釋根據例子4的裝置的操作用門(procedure door)的配置的示圖。圖4B是幫助解釋根據例子4的裝置的操作用門的配置的另ー示圖。圖5是幫助解釋根據背景技術的裝置的配置的示圖。
具體實施例方式以下，將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。根據以下例子的被檢體信息獲取裝置是用于獲取作為被檢體的被檢者的乳房的內部圖像的PAM裝置。因此，從吸收來自光源的光的光能的被檢體發(fā)射的光聲波(例如，超聲波)被檢測以用于圖像重構。應當注意，以下描述的部件的尺寸、材料、形狀和相對布置應根據應用本發(fā)明的裝置的配置和各種條件被適當地改變，并且不是要將本發(fā)明的范圍限于以下的描述。并且，被檢體信息示出通過光照射產生的光聲波的產生源分布、被檢體(特別是活體)中的初始聲壓分布、從其導出的光吸收密度分布、以及從該信息獲取的構成被檢體組織的物質的密度分布。例如，物質密度分布示出氧飽和度。例子I圖IA是示出本例子的PAM裝置100的外觀的透視示意圖。PAM裝置100被外罩蓋I覆蓋。外罩蓋I被設置，以防止從激光光源發(fā)射的光發(fā)射至裝置外部，并密封PAM裝置100。外罩蓋I的一部分具有操作用門2。這里，打開操作用門2的狀態(tài)由實線指示，閉合操作用門2的狀態(tài)由點線指示。并且，在該圖中，鉸接的開/閉門被示為操作用門2。操作用門2不限于此，并且可以為例如滑動門。當操作用門2被打開時，存在操作用門開ロ 3。 未不出的被檢者伏臥于床4上,并從被檢體插入孔5插入被檢體(乳房)。并且,床4包含于外罩蓋I的一部分中。操作員(諸如醫(yī)生和技師的測量人員)可從操作用門開ロ 3將操作員的手插入PAM裝置中，以執(zhí)行用于按壓和保持被插入被檢體插入孔5中的被檢體的操作。被檢體插入孔與本發(fā)明的第一開ロ對應。操作用門其及開ロ與第二開ロ對應。然后，將參照圖IB描述PAM裝置的內部的配置。該圖是示意性示出PAM裝置100的內部配置的示圖。激光光源9是用于產生光聲波的光源，并且，Nd: YAG激光器以及Nd: YAG激光器與Ti : sa激光器的組合是適用的。紫翠玉(alexandrite)激光器和OPO也是有效的。光學系統10是用來自激光光源9的激光通過按壓板照射被檢體的光學系統。光學掃描機構11允許光學系統10執(zhí)行掃描，以便用光照射被檢體的大的區(qū)域。探測器12接收從被檢體產生的光聲波，并且具有經由聲匹配材料(未示出)與保持板6接觸的接收表面。探測器12被安裝于探測器掃描機構13上,并且隨著光學掃描機構11而被定位控制，使得其中心與照射光的中心相対。探測器12接收的光聲波被轉換成電信號，并且被傳送到未示出的信號處理器件。信號處理器件為CPU，并且放大電信號以將該信號轉換成數字信號以用于圖像重構，由此獲取作為圖像數據的被檢體信息。并且，雖然這里已描述了在探測器掃描機構13上安裝探測器12的配置，但是，實際的配置不限于此。例如，當大的探測器用作保持板6時，可以省略探測器掃描機構13。另夕卜，雖然在該圖中從按壓板7的方向向被檢體發(fā)射光井且探測器12被設置在保持板6上，但是，相反的布置也是有效的。但是，在那種情況下，按壓板7和探測器12需要經由聲匹配材料相互接觸。作為替代方案，光學系統和探測器可被布置于同一板上。并且，按壓機構僅被設置在按壓板7上。按壓機構8也可被設置在按壓板6上并且可被按壓操縱。并且，在這種情況下，保持板6和探測器12優(yōu)選經由聲匹配材料相互接觸。然后，將參照圖IB描述用于按壓和保持被檢體的操作以及該操作所需的配置。當打開操作用門2 (未示出)時，在由虛線指示的操作用門開ロ 3的后面看到保持板6和按壓板7。在位置關系中，在沿保持板6和按壓板7 (即按壓和保持被檢體的兩個板)的ー個按壓和保持表面的方向上(面內方向上)設置操作用門開ロ 3和操作用門2。換句話說，開ロ和門被設置在延伸板中的每ー個的平面與外罩蓋相交的位置中。在操作用門被閉合的狀態(tài)下，光不發(fā)射到裝置的外部。并且，按壓和保持表面是在被檢體被按壓和保持時板中的每一個與被檢體相互接觸的表面。由被檢者從被檢體插入孔5插入的被檢體進入保持板6與按壓板7之間。然后，按壓機構8被操縱以移動按壓板7，由此按壓和保持被檢體。按壓和保持方法如下。首先，被檢者將被檢體插入被檢體插入孔5中。然后，操作員打開操作用門2 (未示出)，并且從操作用門開口 3插入操作員的手以牽拉被檢體。然后，在操作員用操作員的手掌在按壓板7側按壓被檢體的同時，按壓機構8被驅動以按壓被檢體。并且，在用操作員的手掌擴展被檢體的同時，操作員拔出操作員的手以再次按壓被檢體。于是，可減小保持板6與按壓板7之間的距離以使被檢體的厚度較小，由此可以緊緊地保持被檢體?？赏ㄟ^設置外罩蓋I和操作用門2來密封以上已在例子I中描述的PAM裝置100，由此確保被檢者和操作員的針對照射光的安全性。并且，在沿保持板6和按壓板7的按壓 保持表面的方向上設置操作用門2，使得當操作員從操作用門開口 3將操作員的手插入裝置中以到被檢體上執(zhí)行操作時，保持板6和按壓板7不會是障礙。因此，通過牽拉或按壓擴展被檢體來按壓和保持被檢體，使得按壓和保持距離可最小。結果，照射光可到達被檢體中的深處，使得可以消除或減少照射光不能到達那里的區(qū)域。并且，由于可以增大到達被檢體內部的光的強度，因此也可增大光聲波的聲壓，由此可改善獲取的圖像數據的襯度分辨率。在以上的描述中，已描述了用于按壓和保持伏臥于床4上的被檢者的被檢體的方法。用于按壓和保持被檢體的配置不限于此。例如，如圖IC所示，也可采取如下配置被檢者如典型的X射線乳房攝影術中那樣站立，并且將其乳房插入被檢體插入孔5中，以按壓和保持乳房。并且，在這種情況下，操作用門2被設置于外罩蓋1，并且操作員從操作用門開口3插入操作員的手以拉伸乳房。這種配置也適用于以下例子的PAM裝置。例子2在例子I中，在沿保持板6和按壓板7的按壓和保持表面的方向上設置外罩蓋I的操作用門開口 3和操作用門2，由此，操作員當按壓和保持被檢體時可容易地執(zhí)行操作。在例子2中，為了使得操作員可更容易地執(zhí)行操作，可以觀察被檢體。圖2示出本例子的PAM裝置100的配置。與圖IB相同的部件由類似的附圖標記指示，并且將不重復描述。另外，為了簡化圖，激光光源、光學系統、光學掃描機構、探測器和探測器掃描機構沒有被畫出。如所示的那樣，本例子的PAM裝置具有在按壓板7的垂直方向上的照相機14、以及照明(light)被檢體的燈15。顯示來自照相機14的圖像的監(jiān)視器16被設置于外罩蓋I。作為照相機14，例如，可以使用視頻照相機。在本例子中，跨(across)按壓板7在被檢體成像側設置照相機14。安裝位置不限于此，并且，可在保持板6側設置照相機14。并且，在與照相機14相同的方向上適當地設置燈15，這一點不受限制。例如，燈15可從下面照明被檢體或者可從照相機14的相對側照明被檢體。并且，由于監(jiān)視器16可向操作員顯示被按壓和保持的被檢體就夠了，因此，可以在PAM裝置100的內部或外部設置監(jiān)視器16。即，通過照相機成像的圖像可被輸出到安裝于PAM裝置中的監(jiān)視器，或者可被輸出到與裝置分離的監(jiān)視器。以上配置的PAM裝置100用燈15照明被檢體，并且在監(jiān)視器16上顯示示出由照相機14成像的被檢體的按壓和保持狀態(tài)的圖像。出于這種原因，操作員可容易地觀察被檢體，并且可更容易地執(zhí)行按壓和保持被檢體的操作。
例子3在本例子中，將描述打開門時的照射光的發(fā)射控制。圖3示出本例子的PAM裝置100的內部配置。與圖IA和圖IB相同的部件由類似的附圖標記指示，并且將不重復描述。另外，為了簡化圖，光學系統、光學掃描機構、探測器和探測器掃描機構沒有被畫出。如所示的那樣，本例子的PAM裝置100具有控制器17、門開/閉檢測傳感器18和遮擋物(shutter)19。為了確保被檢者和操作員的安全，當打開操作用門2時，必須停止激光光源9的發(fā)光或遮斷照射光。由控制器17執(zhí)行控制。另外，檢測操作用門2的打開和閉合的門開/閉檢測傳感器18被設置在操作用門2或操作用門開ロ 3上。作為門開/閉檢測傳感器18，接觸型限位(limit)傳感器是優(yōu)選的。另外，設置用于遮斷從激光光源9發(fā)射的激光的遮擋物19。并且，雖然遮擋物19被示為被設置在激光光源9外部，但是，它可被設置在激光光源9內部。 順便說一句，為了停止激光光源9的發(fā)光，存在用于關斷Q開關(Q switch)的方法和用于關斷閃光燈(flash lamp)的方法。對于用于關斷Q開關的方法，激光光源9可被保持受激，使得重新啟動激光光源9不必花費長的時間并且可從停止發(fā)光的狀態(tài)立即重新開始發(fā)光。另外，對于用于通過閉合遮擋物19來遮斷激光而不停止發(fā)光的方法，激光光源9可被保持受激，使得可以立即重新開始發(fā)光。因此，為了停止發(fā)光，通過使用用于關斷Q開關的方法和用于閉合遮擋物的方法中的任ー種，可以立即重新開始發(fā)光以迅速地獲取被檢體的圖像。因此，在門開/閉檢測傳感器18檢測到操作用門2的打開時，控制器17關斷激光光源9的Q開關或閉合遮擋物19。之后，當門開/閉檢測傳感器18檢測到操作用門2的閉合時，控制器17接通激光光源的Q開關或者打開遮擋物以重新開始發(fā)光。并且，從改善安全性的觀點，當門開/閉檢測傳感器18檢測到操作用門2的打開時，控制器17優(yōu)選關斷激光光源9的Q開關并閉合遮擋物19。如上所述，在本例子的PAM裝置中，當操作用門2的打開被檢測到時，控制器停止激光發(fā)光并且遮斷照射光，由此，可以確保被檢者和操作員的針對照射光的安全性。例子4在本例子中，將描述遮斷激光以確保被檢者和操作員的安全性的配置。與例子3中那樣，本例子的PAM裝置可執(zhí)行關斷Q開關以停止發(fā)光的控制或通過閉合遮擋物的動作來遮斷照射光的控制。圖4A是操作用門2的側視圖。操作用門2具有用于打開和閉合操作用門2的門把手(door knob)2a和門鎖2b。門開/閉檢測傳感器18被安裝于門鎖2b上以與其反應。圖4B示出該狀態(tài)。圖4B示出以門鎖2b為中心的后視圖。另外，如圖4A所示,為了使操作用門2即使在門鎖2b被解鎖時也不能被立即打開，在操作用門2的開ロ的附近在PAM裝置100本體的框架20上設置磁體門吸(magnet catch) 2c。在以上在本例子中已描述的PAM裝置中，在操作用門2被打開之前，門開/閉檢測傳感器18可檢測到門鎖2b的移動。然后，即使當門鎖2b沿打開門的方向徹底旋轉時，由于磁體門吸2c，操作用門2也不能容易地被打開。因此，當門開/閉檢測傳感器檢測到門鎖的移動時，Q開關被關斷或者遮擋物被閉合以控制激光，使得可以防止對于被檢者和操作員的光照射并且可以安全地執(zhí)行測量。另外，從改善安全性的觀點，優(yōu)選一起執(zhí)行Q開關的關斷和遮擋物的閉合。并且，在例子3和例子4中，為了確保被檢者和操作員的安全性，停止激光光源的發(fā)光或者遮斷激光。作為替代方案，在激光的發(fā)射期間不可打開操作用門。具體地，PAM裝置具有光學傳感器，并且，在光學傳感器檢測到向其發(fā)射的激光的一部分的同時，在從外罩蓋的內部鎖上操作用門的狀態(tài)下，操作用門的門把手不能被旋轉。雖然已參照示例性實施例描述了本發(fā)明，但要理解，本發(fā)明不限于公開的示例性 實施例。以下的權利要求的范圍要被賦予最寬的解釋，以包含所有這樣的修改以及等同的結構和功能。本申請要求在2010年4月21日提交的日本專利申請No. 2010-098024的權益，在此通過引用而并入其全部內容。
權利要求
1.一種被檢體信息獲取裝置，包括 遮斷光的罩蓋； 保持被檢體的兩個板； 接收從將光從激光光源發(fā)射所至的被檢體產生的聲波的探測器；以及 覆蓋所述板和探測器并防止從激光光源發(fā)射的光發(fā)射至裝置的外部的罩蓋， 其中，所述罩蓋具有第一開口和第二開口，第一開口用于將作為被檢者的一部分的被檢體插入所述罩蓋中，第二開口能被打開和閉合，以使得操作員能通過在延伸所述板中的每一個的平面與所述罩蓋相交的位置中將操作員的手插入所述罩蓋中來執(zhí)行操作。
2.根據權利要求I的被檢體信息獲取裝置，還包括 照明被檢體的燈；以及 使被檢體成像的照相機， 其中，通過照相機成像的被檢體的圖像被輸出到監(jiān)視器。
3.根據權利要求I的被檢體信息獲取裝置，還包括 檢測第二開口的開/閉狀態(tài)的傳感器； 遮斷來自激光光源的光的遮擋物；以及 控制器，所述控制器在傳感器檢測到第二開口的打開時執(zhí)行用于關斷激光光源的Q開關的控制和用于通過遮擋物來遮斷來自激光光源的光的控制中的至少任一個。
4.根據權利要求3的被檢體信息獲取裝置， 其中，第二開口是具有門鎖的門， 其中，當從鎖上門的位置移動門鎖時，傳感器檢測第二開口的打開。
5.根據權利要求4的被檢體信息獲取裝置，其中，所述罩蓋具有保持門的磁體門吸。
全文摘要
一種被檢體信息獲取裝置被使用，所述被檢體信息獲取裝置包括遮斷光的罩蓋；保持被檢體的兩個板；激光光源；以及接收從將光從激光光源發(fā)射所至的被檢體產生的聲波的探測器，其中所述板、激光光源和探測器被所述罩蓋覆蓋，其中所述罩蓋具有第一開口和第二開口，第一開口用于將作為被檢者的一部分的被檢體插入所述罩蓋中，第二開口能被打開和閉合，以使得操作員能通過在延伸所述板中的每一個的平面與所述罩蓋相交的位置中將操作員的手插入所述罩蓋中來執(zhí)行操作。
文檔編號A61B5/00GK102858232SQ201180019249
公開日2013年1月2日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權日2010年4月21日
發(fā)明者時田俊伸, 卓雅一 申請人:佳能株式會社