被檢體信息累積裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種以高可靠性進(jìn)行診斷的被檢體信息累積裝置。所述被檢體信息累積裝置包括：壓迫板，被配置為壓迫被檢體；照射單元，被配置為施加光；聲學(xué)波檢測器，被配置為接收被檢體內(nèi)生成的聲學(xué)波并且輸出電信號；以及控制器，被配置為執(zhí)行控制，以使得聲學(xué)波圖像和壓力信息顯示在顯示單元上。
【專利說明】被檢體信息累積裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種重構(gòu)從被檢體內(nèi)生成的光聲波獲得的被檢體的三維圖像的光聲波成像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]迄今，作為對于乳腺癌的早期檢測有效的診斷成像裝置，X射線乳腺攝影機(jī)器是廣泛所知的。在X射線乳腺攝影機(jī)器中，在其中儲存放射線攝影檢測器的成像臺與在成像臺對面設(shè)置的壓迫板之間壓迫并且保持乳房，通過壓迫板用X射線照射乳房。在此情況下，乳房受壓迫板壓迫的原因是:減少經(jīng)受成像操作的乳房的厚度，以使得乳房所需的輻射劑量可以最小化。此外，為了確?；颊叩陌踩圆⑶曳乐谷榉康膲浩人a(chǎn)生的過度負(fù)擔(dān)強(qiáng)加到患者，測量并顯示施加到壓迫板的負(fù)荷。然而，在此情況下，通常，僅測量并顯示施加到壓迫板的負(fù)荷(力)，而并未考慮壓迫板上施加到乳腺自身的壓力。
[0003]PTLl公開了以下X射線乳腺攝影機(jī)器。通過使用成像臺中所提供的二維壓力傳感器，測量施加到用壓迫板壓迫的乳房的壓力，并且檢測并顯示壓迫壓力分布。
[0004]替代使用涉及輻射暴露的X射線，用于通過使用比X射線更少侵害的超聲回波來獲得指示乳房的寬面積的圖像的三維圖像數(shù)據(jù)的方法是已知的。此外，近來已經(jīng)提出了以下光聲乳腺攝影機(jī)器。以 紅外帶中的光(如具有低生物吸收率的激光)來照射被檢體(乳房)，并檢測被檢體內(nèi)所生成的光聲波。然后，獲得并且顯示從檢測到的光聲波形成的三維圖像數(shù)據(jù)。光聲乳腺攝影機(jī)器檢測作為被檢體內(nèi)的特定物質(zhì)吸收照射于被檢體的光的能量的結(jié)果所生成的光聲波，并且根據(jù)所生成的光聲波來形成圖像。被檢體內(nèi)的特定物質(zhì)的示例是血液中所含有的葡萄糖和血紅蛋白。在光聲乳腺攝影機(jī)器中，被檢體內(nèi)的血液分布和血液內(nèi)的血紅蛋白濃度分布可以形成為圖像。此外，作為檢測從用具有不同波長的光照射的被檢體生成的光聲波的結(jié)果，氧合血紅蛋白(氧化血紅蛋白)可以形成為圖像。在已知的X射線乳腺攝影機(jī)器中，通常，由于被檢體的各組織密度的差而獲得的X射線透射率被形成為被檢體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像。與之對照，光聲乳腺攝影機(jī)器能夠估計(jì)癌癥組織周圍所生成的新生血管的密度和血氧。因此，期望光聲乳腺攝影機(jī)器作為以較高精度和較高可靠性進(jìn)行癌癥診斷的治療手段(modality)。
[0005]PTL2公開了以下光聲乳腺攝影機(jī)器。為了允許光到達(dá)被檢體的較深等級，在被檢體在各壓迫板之間受壓迫的狀態(tài)下用光照射被檢體，然后，獲得從被檢體生成的光聲波。
[0006][引文列表]
[0007][專利文獻(xiàn)]
[0008][PTL1]日本專利公開 N0.2009-285345
[0009][PTL2]日本專利公開 N0.2010-017426

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題[0011]期望提供一種以比諸如PTL2中所公開那樣的光聲乳腺攝影機(jī)器更高的可靠性來進(jìn)行診斷的光聲乳腺攝影機(jī)器。
[0012]問題的解決方案
[0013]本發(fā)明提供一種被檢體信息累積裝置，包括:壓迫板，被配置為壓迫被檢體；照射單元，被配置為用照射光來照射被檢體；聲學(xué)波檢測器，被配置為接收用照射光照射的被檢體內(nèi)生成的聲學(xué)波，并且輸出電信號；圖像信號生成器，被配置為基于從聲學(xué)波檢測器輸出的電信號來生成用于形成聲學(xué)波圖像的信號；壓力信息累積單元，被配置為獲得關(guān)于通過壓迫板施加到被檢體的壓力的壓力信息；以及控制器，被配置為執(zhí)行控制以使得所述聲學(xué)波圖像和所述壓力信息顯示在顯示單元上。
[0014]本發(fā)明還提供一種被檢體信息累積裝置，包括:壓迫板，被配置為壓迫被檢體；照射單元，被配置為用照射光來照射被檢體；聲學(xué)波檢測器，被配置為接收用照射光照射的被檢體內(nèi)生成的聲學(xué)波，并且輸出電信號；圖像信號生成器，被配置為基于從聲學(xué)波檢測器輸出的電信號來生成用于形成聲學(xué)波圖像的信號；血壓信息累積單元，被配置為在被檢體在各壓迫板之間受壓迫的狀態(tài)下獲得關(guān)于所述被檢體的血壓的血壓信息；以及控制器，被配置為在顯示單元上顯示所述聲學(xué)波圖像和所述血壓信息。
[0015]本發(fā)明的有益效果
[0016]可以提供一種以 更高可靠性來進(jìn)行診斷的被檢體信息累積裝置。
[0017]根據(jù)參照附圖對示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的更多特征將變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018][圖1]圖1示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的配置。
[0019][圖2]圖2示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的另一配置。
[0020][圖3]圖3示出本發(fā)明的第二實(shí)施例。
[0021][圖4]圖4示出本發(fā)明的第三實(shí)施例。
[0022][圖5]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的負(fù)荷傳感器的布置。
[0023][圖6A]圖6A示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的壓力傳感器的布置。
[0024][圖6B]圖6B示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的壓力傳感器的另一布置。
[0025][圖7A]圖7A示意性示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的超聲回波信號。
[0026][圖7B]圖7B示意性示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的超聲回波信號。
[0027][圖8]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的控制器的細(xì)節(jié)。
[0028][圖9]圖9示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示圖像的配置的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0030]第一實(shí)施例
[0031]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的被檢體信息累積裝置的配置。第一實(shí)施例的被檢體信息累積裝置包括:保持板101 (101a、101b)，其充當(dāng)保持并且壓迫被檢體的壓迫板；激光源104，其充當(dāng)照射單元；超聲換能器陣列105，其充當(dāng)聲學(xué)波檢測器；光聲信號處理器106和光聲波圖像重構(gòu)單元107，其充當(dāng)圖像信號生成器；壓力計(jì)算器114，其充當(dāng)壓力信息累積單元；以及控制器128。充當(dāng)照射單元的激光源104將光施加到被檢體。充當(dāng)聲學(xué)波檢測器的超聲換能器陣列105接收受光照射的被檢體內(nèi)所生成的光聲波,并且輸出電信號。充當(dāng)圖像信號生成器的光聲信號處理器106和光聲波圖像重構(gòu)單元107基于從超聲換能器陣列105輸出的電信號來生成用于形成光聲波圖像的信號。充當(dāng)壓力信息累積單元的壓力計(jì)算器114獲得關(guān)于使用充當(dāng)壓迫板的保持板101施加到被檢體的壓力的壓力信息?？刂破?28執(zhí)行控制，以使得光聲波圖像和壓力信息被顯示在顯示單元115上。使用這些元件，改進(jìn)了使用光聲波圖像的診斷的可靠性。這將在以下更詳細(xì)地描述。作為被檢體信息累積單元的光聲乳腺攝影機(jī)器，可以獲得用于檢查被檢體內(nèi)的血液以及血液成分分布的圖像信息。相應(yīng)地，可以期望關(guān)于施加到血管和周圍部分的壓力的壓力信息在診斷期間將被用作輔助信息。換句話說，在被檢體信息累積裝置中，獲得從關(guān)于被檢體的血液的信息生成的光聲波圖像，并因此關(guān)于施加到被檢體的壓力的壓力信息對于確定所獲得的光聲波圖像的可靠性是有用的。此外，施加到被檢體的壓力可能影響血液流動(dòng)，這可能損害光聲波的測量的可再現(xiàn)性。因此，期望壓力信息將也用作用于檢查測量可再現(xiàn)性的信息。
[0032]在圖1所示的被檢體信息累積裝置的期望配置中，被檢體信息累積裝置還包括光學(xué)傳輸單元103、光照射單元102、負(fù)荷傳感器(也可以被稱為“重量傳感器”)108以及支撐體109。光學(xué)傳輸單兀103包括光纖,其傳輸從激光源104發(fā)射的光。光照射單兀102經(jīng)由作為壓迫板的保持板IOlb用激光來照射被檢體。負(fù)荷傳感器108檢測施加到保持板IOla的負(fù)荷。支撐體109支撐保持板101。被檢體信息累積裝置還包括電荷耦合器件(CCD)相機(jī)110、CXD相機(jī)圖像生成器111、輪廓提取單元112、充當(dāng)區(qū)域檢測器的接觸面積計(jì)算器113、以及照明單元116。CCD相機(jī)10用于累積壓力計(jì)算器114所需的信息，以計(jì)算壓力，并且更具體地，計(jì)算保持板101中的每一個(gè)與被檢體之間的接觸面積。在圖1所示的被檢體信息累積裝置的期望配置中 ，控制器128還控制激光源104、超聲換能器陣列105等。
[0033]圖1所示的上述配置和稍后將討論的圖2、圖3和圖4所示的配置適于被檢體信息累積裝置來獲得光聲波圖像。這將在以下更具體地描述。
[0034]在其中在保持板的整個(gè)表面上設(shè)置壓力傳感器的被檢體信息累積裝置(例如PTLl中所公開的X射線乳腺攝影機(jī)器)中，難以精確地用激光來照射被檢體并且獲得對于獲得光聲波圖像所需的光聲信號，這是用于累積光聲波圖像的被檢體信息累積裝置特有的問題。
[0035]更具體地說，光聲波是一類超聲波，并且因此，被檢體、保持板、和用于檢測光聲波的超聲換能器必須被設(shè)置得以聲學(xué)方式彼此接觸。特別地，為了檢測被檢體內(nèi)所生成的微弱光聲波，不期望在被檢體、保持板與超聲換能器之間的界面處插入除了聲學(xué)匹配材料之外的材料或結(jié)構(gòu)。該情況的原因如下。如果光聲波在這些元件之間的接觸表面處衰減并且受反射，則接收到的光聲信號的強(qiáng)度下降，結(jié)果是信噪比(SNR)減小。此外，為了用激光有效率地照射被檢體，被檢體與保持板之間的光學(xué)透明性必須很高。相應(yīng)地，用激光照射被檢體的照射單元被設(shè)置為靠近保持板，并且不期望在照射單元與保持板之間設(shè)置導(dǎo)致光的吸收或反射的材料或結(jié)構(gòu)。
[0036]還有必要的是，由例如壓電元件構(gòu)成的壓力傳感器被設(shè)置為與被檢體或保持板的表面接觸，以便直接測量壓力。然而，固體壓力測量元件(如壓電元件)通常具有高聲學(xué)阻抗，并且如果其被插入在被檢體與保持板之間，則很可能光聲波的強(qiáng)烈反射將產(chǎn)生。[0037]如上所述，在用于檢測作為經(jīng)由保持板用光照射以保持板固定的被檢體(乳房)的結(jié)果的光聲波的裝置中，不期望壓力傳感器被設(shè)置在保持板的表面的寬廣面積中。
[0038]因?yàn)樯鲜鲈颍宰鳛榈谝粚?shí)施例的示例的在圖1中所示的被檢體信息累積裝置的配置以及稍后將討論的圖2至圖4所示的配置是期望的配置。
[0039]以下將描述圖1所示的被檢體信息累積裝置的操作。
[0040]將首先給出光聲波圖像的累積和顯示的描述。在以手動(dòng)方式或受電機(jī)驅(qū)動(dòng)來調(diào)整各保持板101之間的間隔的同時(shí)，支撐體109所支撐的兩個(gè)保持板101 (IOlaUOlb)壓迫并且保持被檢體。用對于從激光源104發(fā)射的激光脈沖光的波長和照明單元116的發(fā)射波長帶(可見范圍)具有高光學(xué)透明性的樹脂材料(例如聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸酯(PMMA))來制成保持板101b?？梢杂脤τ诠饴暡ň哂懈咄干湫圆⑶揖哂信c被檢體相似的聲學(xué)阻抗的材料(例如聚4-甲基-1-戊烯聚合物(TPX(R)))來制成保持板101a。在此情況下，使用具有與被檢體相似的聲學(xué)阻抗的材料，以便防止光聲波在保持板IOla與被檢體之間的界面處受反射。激光源104響應(yīng)于來自控制器128的驅(qū)動(dòng)指令而生成具有650至IlOOnm的特定波長的激光。所生成的激光脈沖光傳輸通過光學(xué)傳輸單元103并且由光照射單元102經(jīng)由保持板IOlb施加到被檢體。然后，光聲波在被激光脈沖光照射的被檢體內(nèi)生成，并且經(jīng)由保持板IOla由超聲換能器陣列105接收。超聲換能器陣列105與光照射單元102相對，在它們之間存在保持板101，并且超聲換能器陣列105可以是二維陣列。超聲換能器陣列105和光照射單元102可以在保持彼此相對的同時(shí)在保持板101的表面上掃描。超聲換能器陣列105的各兀件接收光聲信號。光聲信號處理器106然后對光聲信號執(zhí)行信號處理，如放大和數(shù)字化。連同光聲信號處理器106 —起形成圖像信號生成器的聲學(xué)波圖像重構(gòu)單元107將光聲信號轉(zhuǎn)換為三維圖像數(shù)據(jù)。基于從超聲換能器陣列105的各元件接收到的光聲信號，光聲波圖 像重構(gòu)單元107根據(jù)光聲波到達(dá)超聲換能器陣列105的元件所耗費(fèi)的時(shí)間并且根據(jù)超聲換能器陣列105的元件的位置來計(jì)算在生成光聲波的各位置處的光聲波的強(qiáng)度等級。即，光聲波圖像重構(gòu)單元107計(jì)算光聲波強(qiáng)度分布并且將其存儲為三維圖像數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^使用延遲求和方法、背投影方法或遷移方法來計(jì)算光聲波強(qiáng)度分布。
[0041]光聲波強(qiáng)度與在生成光聲波的每個(gè)點(diǎn)處的脈沖光的吸收系數(shù)成比例。相應(yīng)地，使得激光源104中所生成的脈沖光的波長匹配于血液的吸收波長，由此使得可以創(chuàng)建表示被檢體內(nèi)的血液分布的圖像數(shù)據(jù)。相似地，使得脈沖光的波長匹配于血紅蛋白的吸收波長，由此使得可以創(chuàng)建表示血紅蛋白濃度分布的圖像數(shù)據(jù)?？梢詮募す庠?04發(fā)射多個(gè)脈沖光波長，并且可以響應(yīng)于不同的脈沖光波長來生成光聲波。然后，在對響應(yīng)于各個(gè)脈沖光波長所獲得的光聲波強(qiáng)度分布等級彼此進(jìn)行比較時(shí)，可以創(chuàng)建光譜圖像數(shù)據(jù)。例如，使得多個(gè)脈沖光波長匹配于氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白的吸收波長，并且在比較響應(yīng)于各個(gè)脈沖光波長而獲得的光聲波強(qiáng)度分布等級時(shí)，可以創(chuàng)建表示血氧濃度的分布圖像數(shù)據(jù)。
[0042]通過使用掃描器(未不出)在保持板101的表面上掃描超聲換能器陣列105和光照射單元102，以使得可以獲得表示與保持板101接觸的被檢體的整個(gè)區(qū)域的圖像的三維圖像數(shù)據(jù)。光聲波圖像重構(gòu)單元107所創(chuàng)建的三維圖像數(shù)據(jù)被發(fā)送到控制器128。
[0043]如下測量施加到被檢體的壓迫壓力。
[0044]期望地，在通過使用保持板101來保持并且固定被檢體時(shí)，超聲換能器陣列105和光照射單元102通過使用掃描器(未示出)移動(dòng)到退避(evacuation)位置。只要退避位置在CCD相機(jī)110的視角的外部，它們就可以是任何位置。
[0045]包括例如發(fā)光二級管(LED)光源的照明單元116被設(shè)置在保持板IOlb的外圍。通過使照明光穿透到保持板IOlb的內(nèi)部來對保持板IOlb進(jìn)行照明。CXD相機(jī)110對保持板IOlb的表面進(jìn)行成像。在此情況下，從照明單元116發(fā)射的大部分照明光在進(jìn)行基本上全反射的同時(shí)傳輸通過保持板101b。光指數(shù)在與被檢體接觸的保持板IOlb的表面(接觸表面)和不與被檢體接觸的保持板IOlb的表面(非接觸表面)之間是不同的。這在CCD相機(jī)Iio的成像屏幕中生成對比度。因此，由于接觸表面與非接觸表面之間的對比度，可以檢測被檢體的接觸表面，并且特別地，接觸表面與非接觸表面之間的邊界的邊緣得以強(qiáng)調(diào)。
[0046]C⑶相機(jī)圖像生成器111生成關(guān)于由C⑶相機(jī)110獲得的圖像的捕獲的圖像信息，并且在此情況下，可以增強(qiáng)圖像亮度的對比度。所捕獲的圖像信息被提供給輪廓提取單元112，并且輪廓提取單元112提取所捕獲的圖像的輪廓。然后，充當(dāng)區(qū)域檢測器的接觸面積計(jì)算器113計(jì)算邊界內(nèi)的面積。更具體地說，輪廓提取單元112通過使用空間差分濾波器來提取輪廓，并且更期望地，其檢查輪廓的連接部分和非連接部分，并且以簡單連接的邊界線來內(nèi)插接觸區(qū)域與非接觸區(qū)域之間的邊界。然后，接觸面積計(jì)算器113對邊界(被檢體接觸區(qū)域)內(nèi)的像素的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。用于根據(jù)由CCD相機(jī)110獲得的圖像來計(jì)算被檢體的接觸面積的方法不限于上述方法。可以采用各種在正常圖像處理中所使用的其它方法，并且由C⑶相機(jī)110獲得的圖像可以直接二值化，而無需提取輪廓。
[0047]從C⑶相機(jī)圖像生成器111獲得的圖像數(shù)據(jù)可以輸入到控制器128，并且可以連同光聲波圖像一起顯示。稍后將討論該情況。
[0048]作為負(fù)荷傳感器108，可以使用負(fù)荷單元設(shè)備(如磁致伸縮負(fù)荷單元、容性負(fù)荷單元、陀螺儀負(fù)荷單元或應(yīng) 變計(jì)負(fù)荷單元)。在支撐體109支撐保持板101的位置處所提供的負(fù)荷傳感器108檢測施加到保持板101的壓力，并且將指示檢測到的壓力的值發(fā)送到充當(dāng)壓力信息累積單元的壓力計(jì)算器114。壓力計(jì)算器114根據(jù)由負(fù)荷傳感器108測量的壓力以及由接觸面積計(jì)算器113計(jì)算出的被檢體接觸面積來計(jì)算壓迫壓力。計(jì)算出的壓迫壓力被轉(zhuǎn)換為可以容易地與血壓進(jìn)行比較的mmHg的單位，并且被發(fā)送到控制器128。
[0049]以下將參照圖8來討論控制器128。控制器128包括主控制單元132、輸入單元133、圖像處理器134和存儲單元135。
[0050]主控制單元132控制包括驅(qū)動(dòng)激光源104在內(nèi)的用于累積光聲波的操作。在累積光聲波圖像數(shù)據(jù)之前，主控制單元132執(zhí)行用于上述壓迫壓力測量的控制。附加地，如果在掃描超聲換能器陣列105和光照射單元102的同時(shí)獲得光聲波圖像數(shù)據(jù)，則主控制單元132控制包括驅(qū)動(dòng)掃描器(未不出)和激光源104在內(nèi)的用于累積光聲波的操作。在從輸入單元133接收到各種成像條件時(shí)，主控制單元132根據(jù)所述成像條件來控制用于累積光聲波圖像數(shù)據(jù)的操作。主控制單元132還響應(yīng)于通過輸入單元133輸入的指令來控制用于創(chuàng)建待在顯示單元115上顯示的顯示圖像數(shù)據(jù)的顯示圖像。主控制單元132由以下構(gòu)成:用于執(zhí)行上述控制操作的中央處理單元(CPU)和微處理器(如微處理單元(MPU))、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)以及各種用于傳送數(shù)據(jù)的總線和通信接口。
[0051]基于由光聲波圖像重構(gòu)單元107所創(chuàng)建的三維圖像數(shù)據(jù)，圖像處理器134根據(jù)光聲波圖像來創(chuàng)建通過輸入單元133指定的顯示圖像，如二維截面圖像、二維投影圖像或渲染圖像。除了顯示圖像的類型之外，通過輸入單元133還可以指定二維截面圖像的截面的位置和方向、二維投影圖像的投影平面的方向、渲染圖像的觀看方向等。圖像處理器134根據(jù)通過輸入單元133所指定的條件來創(chuàng)建期望的顯示圖像數(shù)據(jù)。圖像處理器134還對顯示圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行處理，如噪聲消除、濾波、對比度校正以及色彩校正。圖像處理器134可以由與用于主控制單元132的微處理器相似的微處理器構(gòu)成。然而，期望地，對于圖像處理器134使用專用于圖像處理的圖形處理單元(GPU)。在存儲單元135中，存儲通過輸入單元133所輸入以控制上述驅(qū)動(dòng)操作和顯示操作的各種參數(shù)以及被檢體信息累積裝置中已經(jīng)固定的參數(shù)。在存儲單元135中還存儲各種數(shù)據(jù)項(xiàng)。待存儲在存儲單元135中的數(shù)據(jù)項(xiàng)的示例是由光聲波圖像重構(gòu)單元107所創(chuàng)建的光聲波圖像數(shù)據(jù)、由壓力計(jì)算器114計(jì)算出的壓力值數(shù)據(jù)、以及關(guān)于患者的信息(如患者的ID和姓名)。此外，記錄對于進(jìn)行診斷有用的各種診斷信息項(xiàng)，如血壓(過去最大和最小血壓等)、身體脂肪百分比、體質(zhì)指數(shù)(BMI)、年齡、罩杯尺寸(胸圍尺寸與帶(band)尺寸之間的差)的記錄。通過其它治療手段(如X射線乳腺攝影和磁共振成像(MRI))所獲得的圖像以及過去的光聲波圖像可以通過主控制單元132的通信接口而傳送并且記錄在存儲單元135中。此外，期望地，通過使用圖像處理器134來創(chuàng)建匹配于所顯示的光聲波圖像的通過不同治療手段所獲得的圖像。例如，如果光聲波圖像被顯示為二維截面圖像，則對不同治療手段圖像執(zhí)行坐標(biāo)變換，以使得二維截面圖像可以形成并且連同光聲波圖像一起顯示在同一截面中。從C⑶相機(jī)圖像生成器111輸出的圖像數(shù)據(jù)以及顯示單元115上所顯示的各種顯示圖像也可以存儲在存儲單元135中。存儲單元135可以由各種存儲設(shè)備構(gòu)成，并且期望地，大容量存儲設(shè)備(如硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD))可以用于在其中存儲各種圖像數(shù)據(jù)項(xiàng)。
[0052]主控制單元132在顯示單元115上顯示指示由圖像處理器134創(chuàng)建的光聲波圖像的顯示圖像數(shù)據(jù)以及存儲單元135中所存儲的各種數(shù)據(jù)項(xiàng)。圖9示出顯示單元115上所顯示的各種顯示數(shù)據(jù)項(xiàng)的配置的示例。在圖9中，示出患者信息顯示區(qū)域136、光聲波圖像顯示區(qū)域137、光聲 波圖像控制參數(shù)顯示區(qū)域138、不同治療手段圖像顯示區(qū)域139和壓力值顯示區(qū)域140。在患者信息顯示區(qū)域136中，顯示關(guān)于患者的信息,如患者ID、患者姓名、過去最大和最小血壓、身體脂肪百分比、BM1、年齡和罩杯尺寸。在光聲波圖像顯示區(qū)域137中，顯示通過輸入單元133所指定并且基于三維圖像數(shù)據(jù)所創(chuàng)建的光聲波圖像，如二維截面圖像、二維投影圖像或渲染圖像。在光聲波圖像控制參數(shù)顯示區(qū)域138中顯示通過輸入單元133所指定的用于所顯示的光聲波圖像的各種條件。所述各種條件的示例是:從二維截面圖像、二維投影圖像以及渲染圖像當(dāng)中所選擇的顯示圖像的類型，二維截面圖像的區(qū)段的位置和方向，二維投影圖像的投影平面的方向，以及渲染圖像的觀看方向。顯示對所顯示的光聲波圖像執(zhí)行的圖像處理的內(nèi)容，如圖像濾波器的類型和各種條件、以及用于校正對比度和顏色的各種條件。在不同治療手段圖像顯示區(qū)域139中，顯示不同治療手段的圖像(如X射線乳腺攝影或MRI圖像)及其成像條件，以使得不同治療手段的圖像可以與光聲波圖像顯示區(qū)域137中顯示的圖像進(jìn)行比較。在壓力值顯示區(qū)域140中，由壓力計(jì)算器114計(jì)算出的壓力值顯示為mmHg的單位。
[0053]在不同治療手段圖像顯示區(qū)域139中，作為顯示不同治療手段圖像的替代，為了檢查各保持板101之間的被檢體的固定狀態(tài)，可以通過使用從CCD相機(jī)圖像生成器111輸出的圖像數(shù)據(jù)來顯示指示通過CCD相機(jī)110獲得的被檢體的外觀的圖像。在第一實(shí)施例的這種配置中，可以在光聲波圖像旁顯示被檢體的外觀的圖像，由此當(dāng)對被檢體進(jìn)行成像時(shí)檢查其固定狀態(tài)。
[0054]在顯示單元115上顯示的顯示圖像和各種數(shù)據(jù)項(xiàng)被存儲在存儲單元135中，或經(jīng)由主控制單元132的通信接口傳送到外部源。用這種布置，當(dāng)隨著時(shí)間觀測被檢體時(shí)，光聲波圖像可以彼此進(jìn)行比較。附加地，通過記錄由CCD相機(jī)110獲得的被檢體的外觀的圖像，可以檢查當(dāng)被檢體在不同時(shí)間被成像時(shí)該被檢體的固定狀態(tài)。
[0055]在圖1所示的被檢體信息累積裝置的配置中，光聲波圖像重構(gòu)單元107、CXD相機(jī)圖像生成器111、輪廓提取單元112、接觸面積計(jì)算器113、壓力計(jì)算器114和控制器128已經(jīng)作為單獨(dú)塊被描述。然而，實(shí)際上，可以通過使用個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)上的軟件來執(zhí)行上述塊的處理操作。
[0056]如上所述，壓力的測量可以在累積光聲波圖像之前得以執(zhí)行，或可以在用于累積光聲波圖像的操作之后得以執(zhí)行。替代地，在獲得光聲波圖像的同時(shí)，可以執(zhí)行壓力的測量。然而，在此情況下，必須在C⑶相機(jī)110可以根據(jù)超聲換能器陣列105和光照射單元102的掃描而獲得整個(gè)被檢體接觸表面的圖像時(shí)執(zhí)行測量。
[0057]在第一實(shí)施例的上述配置中，照明單元116被設(shè)置在保持板IOlb的外圍，并且照明光傳輸通過保持板101b。然而，該配置僅為示例，并且可以采用別的配置，只要被檢體接觸區(qū)域(特別地，邊界部分)的圖像 清楚地由C⑶相機(jī)110獲得并且被檢測到即可。例如，使保持板IOlb的厚度更薄，從設(shè)置CXD相機(jī)110的一側(cè)對保持板IOlb進(jìn)行照明，由此減少從光照射單元102穿透到被檢體的內(nèi)部的脈沖光的損耗。
[0058]在上述配置中，根據(jù)由C⑶相機(jī)110捕獲的圖像來確定被檢體接觸區(qū)域的面積。然而，可以通過使用不同的光學(xué)成像設(shè)備來計(jì)算接觸面積。圖2是包括飛行時(shí)間相機(jī)的被檢體信息累積裝置的另一配置。在圖2中，與圖1所示相同的元件由相同標(biāo)號(101至115)指定。用于累積并且顯示光聲波圖像的操作與以上所討論的相似，并因此將省略其解釋。
[0059]圖2所示的被檢體信息累積裝置包括飛行時(shí)間相機(jī)117、三維配置處理器118、以及充當(dāng)區(qū)域檢測器的接觸面積計(jì)算器119。飛行時(shí)間相機(jī)117測量夾在各保持板101之間的被檢體的表面的三維配置。飛行時(shí)間相機(jī)117包括光源、光傳感器和處理器。光源以調(diào)制光來照射被檢體。處理器對來自光傳感器的輸出執(zhí)行相位檢測，并且根據(jù)光受以從光源發(fā)射的調(diào)制光照射的被檢體反射并且到達(dá)光傳感器所耗費(fèi)的飛行時(shí)間(延遲時(shí)間)以及光速(3X108m/s)來測量距被檢體的距離。
[0060]指示通過飛行時(shí)間相機(jī)117獲得的被檢體的表面的三維配置的三維配置數(shù)據(jù)被輸入到三維配置處理器118中。三維配置處理器118基于關(guān)于已經(jīng)預(yù)先測量的飛行時(shí)間相機(jī)117和保持板101的位置的位置信息以及指示被檢體的表面的三維配置的三維配置數(shù)據(jù)來提取被檢體接觸區(qū)域。即，通過使用光學(xué)三維測量技術(shù)以光學(xué)方式來檢測被檢體接觸區(qū)域。更具體地，被檢體的表面以及保持板101的表面上的交叉曲面(cross cap)被認(rèn)為指示被檢體接觸區(qū)域與被檢體非接觸區(qū)域之間的邊界線的邊界線數(shù)據(jù)，并且被輸入到接觸面積計(jì)算器119中。接觸面積計(jì)算器119基于邊界線數(shù)據(jù)來計(jì)算位于保持板101上的被檢體的接觸面積。計(jì)算出的被檢體的接觸面積連同由負(fù)荷傳感器108測量的壓力一起用于計(jì)算壓力，如在圖1所示的配置中那樣。
[0061]在使用飛行時(shí)間相機(jī)117的配置中，根據(jù)被檢體的表面的三維配置以及保持板101的表面的位置來計(jì)算夾在各保持板101之間的被檢體的接觸面積。相應(yīng)地，飛行時(shí)間相機(jī)117可以定位在其可以觀看各保持板101之間的空間的位置處。這使得無論位于保持板101上的超聲換能器陣列105和光照射單元102的位置如何，都可以測量接觸面積。因此可以準(zhǔn)時(shí)計(jì)算當(dāng)獲得光聲波圖像時(shí)所施加的壓力。附加地，不同于圖1所示的配置，在該配置中，(不通過保持板101)直接執(zhí)行接觸面積的測量，并且因此，更不易受例如保持板101的不清潔表面所導(dǎo)致的在測量接觸面積中的誤差的影響。在圖2所示以及圖1所示的配置中，三維配置處理器118和接觸面積計(jì)算器119被構(gòu)建為PC中的軟件，并且不是一定被構(gòu)建為真實(shí)電路塊。
[0062]在上述配置中，通過使用飛行時(shí)間相機(jī)117來測量接觸面積。然而，可以使用可以通過光學(xué)方式來執(zhí)行被檢體的表面的三維測量的別的測量設(shè)備，如激光掃描三維測量設(shè)備。在此情況下，可以實(shí)現(xiàn)與使用飛行時(shí)間相機(jī)117所獲得的相似優(yōu)點(diǎn)。
[0063]在上述配置中，通過使用飛行時(shí)間相機(jī)117和三維配置處理器118所獲得的作為各保持板101之間所固定的乳房的被檢體的三維配置可以被存儲在控制器128內(nèi)的存儲單元135中，并且被顯示在顯示單元115上。例如,在圖9所示的顯示配置的示例中，根據(jù)通過輸入單元133輸入的顯示輸入設(shè)置，通過使用從三維配置處理器118輸出的數(shù)據(jù)，當(dāng)被檢體固定時(shí)所獲得的三維配置連同光聲波圖像一起可以在不同治療手段圖像顯示區(qū)域139中顯示為渲染圖像。如果光聲波圖像被顯示為二維截面圖像、二維投影圖像或渲染圖像，則二維截面圖像的區(qū)段的位置、二維投影圖像的投影平面的方向、渲染圖像的觀看方向可以疊加在不同治療手段圖像顯示 區(qū)域139中所顯示的被檢體的配置圖像上。在上述配置中，在各保持板101之間所固定的被檢體的外觀配置的位置與所顯示的光聲波圖像的位置彼此關(guān)聯(lián)，并且因此，待成像的部分與整個(gè)被檢體之間的位置關(guān)系變得清楚。附加地，如在圖1所示的配置中那樣，通過當(dāng)被檢體固定時(shí)在存儲單元135中記錄三維配置數(shù)據(jù)或通過將其經(jīng)由主控制單元132的通信接口傳送到外部源并且將其存儲在外部源中，可以比較并檢查當(dāng)在不同時(shí)間對被檢體進(jìn)行成像時(shí)的被檢體的固定狀態(tài)，如上所述。
[0064]在另一配置中，可以通過使用連同超聲換能器陣列105和光照射單元102 —起執(zhí)行掃描操作的光學(xué)傳感器來測量接觸面積。在此情況下，光學(xué)傳感器被設(shè)置在光照射單元102附近，以使得其經(jīng)由保持板101面對被檢體，并且檢測被以從光照射單元102發(fā)射的光脈沖照射或從另一光源發(fā)射的光照射的被檢體的表面所反射的光。然后，由光學(xué)傳感器檢測到的反射光的量急劇改變的部分被確定為被檢體相對于保持板101的接觸區(qū)域與非接觸區(qū)域之間的邊界線，并且可以根據(jù)邊界線的位置來計(jì)算被檢體的接觸面積，如上所述。光學(xué)傳感器可以根據(jù)光照射單元102的孔徑寬度來形成多個(gè)陣列，并可以通過利用在所述陣列上設(shè)置的各個(gè)光學(xué)傳感器的位置以及光照射單元102的掃描位置來檢測邊界線。在這種修改中，可以使用比上述配置更簡單的配置來計(jì)算被檢體的接觸面積。
[0065]如上所述，在第一實(shí)施例中，檢測光學(xué)成像被檢體的面積，并且根據(jù)檢測到的面積和由在支撐體109支撐保持板101的位置處設(shè)置的負(fù)荷傳感器108測量的壓力值來計(jì)算施加到保持板101的壓力。相應(yīng)地，光照射單元102和接收光聲信號的超聲換能器陣列105可以定位為與保持板101接觸。使用這種布置，可以計(jì)算壓力，而不干擾激光對被檢體的照射或來自被檢體的光聲波的累積。此外，當(dāng)掃描光照射單元102和超聲換能器陣列105時(shí)，成像設(shè)備(如CCD相機(jī)110或飛行時(shí)間相機(jī)117)的視角位于掃描范圍的外部，并且因此，壓力的計(jì)算并不干擾光聲波圖像的累積。
[0066]第二實(shí)施例
[0067]以下將參照圖3描述第二實(shí)施例的被檢體信息累積裝置。與第一實(shí)施例相同的元件由相同標(biāo)號(101至109、113至115以及128)指示，并且將省略或簡化其解釋。累積并且顯示光聲波圖像的細(xì)節(jié)與第一實(shí)施例相似，因此將省略其解釋。然而，光聲信號處理器106不僅對接收到的光聲信號而且還對接收到的超聲波信號執(zhí)行信號處理，如放大和數(shù)字化。圖3所示的被檢體信息累積裝置包括透射波檢測器120和超聲波發(fā)射器121。
[0068]在累積光聲信號之前，由超聲換能器陣列105在超聲換能器陣列105的各個(gè)兀件的位置處發(fā)送并接收超聲波，由此檢測被檢體與超聲換能器陣列105相對的區(qū)域內(nèi)被檢體與保持板IOla接觸的區(qū)域。雖然稍后將給出檢測操作的詳細(xì)描述，但簡單來說，被檢體與保持板IOla之間的接觸面積是以聲學(xué)方式檢測的。更具體地，取決于超聲換能器陣列105是否接收到超聲波來檢測接觸面積。然后，如第一實(shí)施例中所討論的那樣，光照射單元102以脈沖光照射被檢體，由此累積光聲信號。如果通過執(zhí)行掃描來獲得光聲波圖像，則通過使用掃描器(未示出)來移位超聲換能器陣列105和光照射單元102，并且然后，在超聲換能器陣列105和光照射單元102在移位之后所處的位置處，重復(fù)執(zhí)行接觸面積的檢測和光聲信號的累積。然后，檢測被檢體與保持板IOla接觸的接觸面積，并且獲得光聲信號。關(guān)于通過發(fā)送和接收超聲波來檢測接觸面積以及通過脈沖光的照射來累積光聲信號的順序，可以首先執(zhí)行任一操作。
[0069]響應(yīng)于從超聲波發(fā)射器121輸出的驅(qū)動(dòng)信號,超聲波從超聲換能器陣列105的一些或所有元件發(fā)送到被檢體。超聲波傳遞通過保持板IOla,并且在被檢體接觸保持板IOla的部分處進(jìn)入被檢體的內(nèi) 部。然后，超聲回波生成于被檢體內(nèi)，或超聲波受相對保持板IOlb反射，以生成反射超聲波。位于保持板IOla與被檢體接觸的部分處的超聲換能器陣列105的元件接收被檢體內(nèi)所生成的超聲回波或反射超聲波。另一方面，從位于保持板IOla不與被檢體接觸的部分處的元件發(fā)送的超聲波并不進(jìn)入被檢體的內(nèi)部。反而，多次反射產(chǎn)生在保持板IOla內(nèi)，并且元件接收反射超聲波。相應(yīng)地，根據(jù)在發(fā)送超聲波之后超聲換能器陣列105的各元件接收到的信號來檢測在超聲換能器陣列105的接收區(qū)域的范圍內(nèi)的被檢體與保持板IOla接觸的面積。
[0070]圖7A和圖7B是示出響應(yīng)于從超聲換能器陣列105發(fā)送的超聲波而由超聲換能器陣列105接收的信號的示意圖。圖7A示出位于保持板IOla與被檢體接觸的部分處的超聲換能器陣列105的元件接收到的超聲波信號，圖7B示出位于保持板IOla不與被檢體接觸的部分處的超聲換能器陣列105的元件接收到的超聲波信號。圖7A和圖7B示出作為所發(fā)送的超聲波在與提供超聲換能器陣列105的一側(cè)相對的一側(cè)上被檢體與保持板IOla之間的界面上受反射的結(jié)果而生成的反射超聲波信號151。圖7A示出被檢體內(nèi)所生成的超聲回波信號152，圖7B示出作為所發(fā)送的超聲波在保持板IOla與超聲換能器陣列105之間的界面上受反射的結(jié)果而生成的多次反射信號153。
[0071]如圖7A所示，由于保持板IOla與被檢體之間的聲學(xué)阻抗的差，并且作為所發(fā)送的超聲波在保持板IOla與被檢體之間的界面處受反射的結(jié)果，生成反射的超聲波信號151。位于保持板IOla與被檢體接觸的部分處的超聲換能器陣列105的元件接收該反射的超聲波信號151。此后，接收根據(jù)被檢體內(nèi)的組織而生成的超聲回波信號152。反射的超聲波信號151是在所發(fā)送的超聲波耗費(fèi)于傳播通過保持板IOla的時(shí)間的逝去之后接收的，并因此，其在接收開始時(shí)間之后按照各個(gè)元件接收反射的超聲波信號151的固定時(shí)間間隔而顯現(xiàn)。在反射的超聲波信號151之后，在超聲回波信號152幾乎傳播過被檢體的厚度的時(shí)間繼續(xù)進(jìn)行超聲回波信號152的接收。
[0072]至于位于被檢體不與保持板IOla接觸的部分處的超聲換能器陣列105的元件，在與設(shè)置超聲換能器陣列105的一側(cè)相對的一側(cè)上被檢體不與保持板IOla接觸的界面處，空氣接觸保持板101a。圖7B示出這些元件接收到的信號。通常，空氣與保持板IOla之間的聲學(xué)阻抗的差大于被檢體與保持板IOla之間的聲學(xué)阻抗的差。相應(yīng)地，在該界面處生成具有較大強(qiáng)度的反射的超聲波信號151。在該界面處反射的超聲波在相反方向上行進(jìn)通過保持板101a，并因此，由于多次反射產(chǎn)生在保持板IOla與超聲換能器陣列105之間的界面處，生成多次反射信號153。根據(jù)保持板IOla的厚度以及保持板IOla內(nèi)反射的超聲波的音速來確定多次反射信號153與反射的超聲波信號151之間的時(shí)間間隔。在除了多次反射信號153顯現(xiàn)的時(shí)間之外的時(shí)間，沒有信號顯現(xiàn)。
[0073]如上所述，透射波檢測器120可以通過使用在接收信號的特定位置處顯現(xiàn)的信號來確定被檢體是否與保持板IOla接觸。更具體地，透射波檢測器120可以基于在與超聲換能器陣列105的一側(cè)相反的一側(cè)上被檢體與保持板IOla之間的界面處所生成的反射的超聲波信號151的信號強(qiáng)度、以及在保持板IOla與超聲換能器陣列105之間的界面處所生成的多次反射信號153的信號強(qiáng)度來確定被檢體是否與保持板IOla接觸。即，通過利用由于被檢體與空氣之間的聲學(xué)阻抗的差所生成的反射強(qiáng)度的差，已經(jīng)接收到具有特定反射強(qiáng)度值或更小值的信號的元件可以被確定為位于保持板IOla與被檢體接觸的部分處的元件。
[0074]此外，檢查在接收反射的超聲波信號151之后的特定時(shí)間段內(nèi)多次反射信號153的存在或不存在。然后，已經(jīng)接收到不具有多次反射信號153的信號的元件可以被確定為位于保持板IOla與被檢體 接觸的部分處的元件。
[0075]此外，通過在具有特定時(shí)間段或更長的特定時(shí)間間隔上計(jì)算信號幅度強(qiáng)度，確定超聲回波信號152的存在或不存在，并且已經(jīng)接收到具有超聲回波信號152的信號的元件可以被確定為位于保持板IOla與被檢體接觸的部分處的元件?？梢酝ㄟ^使用特定時(shí)間期間的信號幅度強(qiáng)度的平均值來確定超聲回波信號152的存在或不存在。然而,與反射的超聲波信號151和多次反射信號153不同，超聲回波信號152具有連續(xù)地被接收到的特性。相應(yīng)地，可以通過使用特定信號強(qiáng)度在其間持續(xù)的時(shí)間段來確定超聲回波信號152的存在或不存在。替代地，例如當(dāng)信號幅度強(qiáng)度相對于平均信號幅度強(qiáng)度的時(shí)間方差等于或小于特定值時(shí)，可以執(zhí)行統(tǒng)計(jì)處理，這可以確定超聲回波信號152正被接收。
[0076]可以組合上述確定方法中的所有或一些方法。
[0077]由超聲換能器陣列105的各個(gè)兀件接收到的超聲波信號在光聲信號處理器106中經(jīng)受信號處理(如放大和數(shù)字化)，并然后被輸入到透射波檢測器120中。透射波檢測器120根據(jù)數(shù)字化的超聲波信號來確定超聲換能器陣列105的元件已經(jīng)接收到在被檢體內(nèi)生成的超聲回波還是由保持板IOlb反射的超聲波。然后，透射波檢測器120將已經(jīng)接收到超聲回波或由保持板IOlb反射的超聲波的元件的ID號或關(guān)于超聲換能器陣列105上的這些元件的位置的位置信息輸出到接觸面積計(jì)算器113。
[0078]接觸面積計(jì)算器113基于已經(jīng)接收到超聲回波或反射的超聲波的元件的ID號或位置信息來在超聲換能器陣列105的接收區(qū)域內(nèi)計(jì)算被檢體的接觸面積。例如，如果超聲換能器陣列105的元件具有均勻的面積，則可以通過將元件面積乘以已經(jīng)接收到超聲回波或反射的超聲波的元件的數(shù)量來確定被檢體的接觸面積。如果元件面積是不同的，則可以通過基于元件的ID號或位置信息考慮對應(yīng)元件的元件面積來計(jì)算被檢體的接觸面積。如果掃描超聲換能器陣列105，則在超聲換能器陣列105所處的位置處的被檢體的接觸面積被彼此相加，由此確定在整個(gè)掃描區(qū)域上的被檢體的接觸面積。以此方式，以聲學(xué)方式檢測接觸面積。
[0079]以與圖1所示的第一實(shí)施例相似的方式，計(jì)算出的被檢體的接觸面積用于連同由負(fù)荷傳感器108測量的壓力一起，通過使用壓力計(jì)算器114來計(jì)算壓力。然后，響應(yīng)于來自控制器128的指令，光聲波圖像和壓力信息同時(shí)顯示在顯示單元115上。
[0080]在以上描述中，通過使用同一超聲換能器陣列105來執(zhí)行累積光聲信號以及發(fā)送和接收超聲波以用于測量被檢體的接觸面積。然而，如果通過執(zhí)行掃描操作來獲得光聲波圖像，則可以通過使用不同的換能器陣列來執(zhí)行接收光聲信號以及發(fā)送和接收超聲波。附加地，可以在不同的塊中執(zhí)行用于接收到的光聲信號的處理以及用于超聲波的發(fā)送和接收處理。
[0081]光聲信號是一種類型的超聲波，通常，具有寬帶寬的換能器或接收器是必須的。期望執(zhí)行超聲波的發(fā)送和接收的換能器具有高接收靈敏度，并且當(dāng)發(fā)送超聲波時(shí)還具有對高壓力施加電壓的耐 受性。
[0082]為了避免在累積光聲信號與發(fā)送和接收超聲波之間的串?dāng)_，累積光聲信號達(dá)到光聲波傳播的量以及發(fā)送和接收超聲波達(dá)到超聲波傳播的量可以獨(dú)立于彼此而在不同的時(shí)間被執(zhí)行。替代地，用于發(fā)送和接收超聲波的帶寬被設(shè)置為不同于用于光聲波的帶寬，以便防止產(chǎn)生串?dāng)_。用這種布置，可以同時(shí)執(zhí)行累積光聲信號以及發(fā)送和接收超聲波，由此減少累積光聲波圖像以及檢測接觸面積所需的總時(shí)間。
[0083]如果同時(shí)執(zhí)行累積光聲信號以及發(fā)送和接收超聲波，則在不同的塊中執(zhí)行接收光聲波以及發(fā)送和接收超聲波。因此可以單獨(dú)地設(shè)置用于光聲波的信號處理帶和換能器特性以及用于超聲波的信號處理帶和換能器特性。
[0084]如果通過執(zhí)行掃描操作來獲得光聲波圖像，并且如果通過使用不同的換能器陣列來單獨(dú)地執(zhí)行接收光聲信號以及發(fā)送和接收超聲波，則把換能器陣列設(shè)置在不同的位置處，以使得獲得光聲信號的區(qū)域可以不同于檢測接觸面積的區(qū)域。相應(yīng)地，光聲信號和超聲波可以是空間上分離的，由此防止發(fā)生串?dāng)_。具體地，用于接收光聲波的換能器陣列和光照射單元102的掃描以及用于接收超聲波的換能器陣列的掃描可以同時(shí)但彼此獨(dú)立地被執(zhí)行。
[0085]在上述配置中，可以減少累積光聲波圖像和檢測接觸面積所需的總時(shí)間。這意味著，用于保持并壓迫被檢體的總時(shí)間可以降低，由此適當(dāng)?shù)販p少對患者強(qiáng)加的負(fù)擔(dān)。
[0086]在第二實(shí)施例中，從超聲換能器陣列105或另一換能器發(fā)送超聲波,換能器陣列接收被檢體內(nèi)所生成的回波，由此檢測保持板IOla與被檢體之間的接觸區(qū)域。作為用于以聲學(xué)方式檢測接觸面積的方法，可以通過使用接收到的光聲信號來檢測被檢體與保持板IOla之間的接觸部分。即，取決于由超聲換能器陣列105接收到的光聲波的存在或不存在，以聲學(xué)方式來檢測被檢體與保持板IOla之間的接觸部分。在此情況下，光聲信號處理器106以與用于通過使用接收到的超聲波信號來檢測接觸面積的方法相似的方式根據(jù)由超聲換能器陣列105的各個(gè)元件接收到的光聲信號來檢測超聲換能器陣列105上的在保持板IOla與被檢體之間的接觸面積。如果掃描超聲換能器陣列105，則超聲換能器陣列105所處的位置處的被檢體的接觸區(qū)域彼此相加，由此確定在保持板IOla的整個(gè)區(qū)域上的被檢體的接觸面積。在該配置中，不需要超聲波發(fā)射器121，并且可以在累積光聲波圖像的同時(shí)計(jì)算被檢體的接觸面積。
[0087]如上所述，在第二實(shí)施例中，按照保持板IOla透射了超聲波還是光聲波、根據(jù)由超聲換能器陣列105接收到的信號來檢測被檢體接觸區(qū)域的面積。根據(jù)檢測到的接觸面積以及由在支撐體109支撐保持板101的位置處所設(shè)置的負(fù)荷傳感器108測量的壓力值來計(jì)算施加到保持板101的壓力。用這種布置，在用于累積光聲波圖像的掃描操作的同時(shí)檢測被檢體接觸區(qū)域的面積，并因此，被檢體接觸區(qū)域的面積的檢測不干擾光聲波圖像的累積。
[0088]第三實(shí)施例
[0089]在第三實(shí)施例中，檢測被檢體接觸區(qū)域中的保持板IOla和IOlb中的每一個(gè)的壓力分布。然后，通過使用檢測到的壓力分布，被檢體內(nèi)的壓力分布被估計(jì)出并且同時(shí)連同光聲波圖像一起得以顯示。在此情況下，檢測被檢體接觸區(qū)域的壓力分布，而不干擾累積光聲信號。 [0090]以下將參照圖4描述第三實(shí)施例的被檢體信息累積裝置。與圖1所示的第一實(shí)施例或圖3所示的第二實(shí)施例相同的元件由相同標(biāo)號指示。對于累積光聲波圖像數(shù)據(jù)所執(zhí)行的從接收光聲信號到通過使用光聲波圖像重構(gòu)單元107來創(chuàng)建三維圖像數(shù)據(jù)的處理與第一實(shí)施例相似，因此將省略其解釋部分。圖4所示的被檢體信息累積裝置包括保持框架122、重量分布計(jì)算器123、光發(fā)送側(cè)壓力分布計(jì)算器124、超聲換能器陣列壓力測量單元125、光聲波接收側(cè)壓力分布計(jì)算器126、充當(dāng)壓力信息累積單元的被檢體壓力分布計(jì)算器127、控制器128、以及上面布置有負(fù)荷傳感器元件的陣列負(fù)荷傳感器129。
[0091]以與第一實(shí)施例相似的方式來獲得光聲波圖像數(shù)據(jù)。超聲換能器陣列105和光照射單元102定位為彼此相對，并且由掃描器(未示出)在保持板101上掃描，由此累積被檢體的整個(gè)區(qū)域的圖像。
[0092]將首先給出測量被檢體接觸區(qū)域內(nèi)的施加到與被檢體接觸的保持板IOla的壓力的壓力分布的描述。在第三實(shí)施例中，在與累積光聲波圖像數(shù)據(jù)相同的時(shí)間執(zhí)行測量被檢體接觸區(qū)域內(nèi)的施加到保持板IOla的壓力的壓力分布。
[0093]陣列負(fù)荷傳感器129被設(shè)置得鄰近超聲換能器陣列105。陣列負(fù)荷傳感器129的尺寸大得足以測量覆蓋超聲換能器陣列105的孔徑的范圍中的負(fù)荷分布，并且陣列負(fù)荷傳感器129期望地檢測在與超聲換能器陣列105的元件中的每一個(gè)的陣列位置對應(yīng)的點(diǎn)處的負(fù)荷值。根據(jù)超聲換能器陣列105的掃描方向來設(shè)置超聲換能器陣列105和陣列負(fù)荷傳感器129的相對位置。
[0094]圖6A和圖6B示出超聲換能器陣列105的元件配置、陣列負(fù)荷傳感器129的元件配置及其之間的位置關(guān)系的特定示例。
[0095]圖6A示出當(dāng)在圖6A的y方向上掃描超聲換能器陣列105時(shí)超聲換能器陣列105的元件配置和陣列負(fù)荷傳感器129的元件配置的示例。如在配置為二維布置的超聲換能器陣列105中那樣，陣列負(fù)荷傳感器129也被配置為二維布置。以與超聲換能器陣列105上設(shè)置的換能器元件130相同的間距間隔來設(shè)置陣列負(fù)荷傳感器129的負(fù)荷傳感器元件131。此外，垂直方向和水平方向(在圖6A中分別是X方向和y方向)上的超聲換能器陣列105的換能器元件130的數(shù)量與陣列負(fù)荷傳感器129的負(fù)荷傳感器元件131的數(shù)量相同，在y方向上并排設(shè)置超聲換能器陣列105和陣列負(fù)荷傳感器129。當(dāng)累積光聲波圖像數(shù)據(jù)時(shí)，超聲換能器陣列105被掃描等于其寬度(y方向)的量。用這種掃描操作，在超聲換能器陣列105上設(shè)置的換能器元件130的位置被疊加在陣列負(fù)荷傳感器129上設(shè)置的負(fù)荷傳感器元件131的位置上。然后，可以由相關(guān)聯(lián)的負(fù)荷傳感器元件131檢測在掃描操作之前換能器元件130中的每一個(gè)所處的位置處的負(fù)荷。
[0096]以下將更具體地描述該情況。與光照射單元102的照射同步，超聲換能器陣列105的各個(gè)換能器元件130接收光聲波，并然后，光聲信號在光聲信號處理器106中被放大并數(shù)字化。透射波檢測器120基于處理后的信號來確定在換能器元件130中的每一個(gè)所位于的部分處被檢體是否與保持板IOla接觸。同時(shí)，通過陣列負(fù)荷傳感器129的負(fù)荷傳感器元件31中的每一個(gè)測量負(fù)荷。所測得的負(fù)荷值被存儲在超聲換能器陣列壓力測量單元125中達(dá)用于掃描超聲換能器陣列105所需的時(shí)間段。在超聲換能器陣列105正以一次通過等于其寬度(y方向上)的量而被掃描的同時(shí)，超聲換能器陣列壓力測量單元125存儲并且保存由陣列負(fù)荷傳感器129測量的負(fù)荷值。超聲換能器陣列壓力測量單元125還根據(jù)當(dāng)執(zhí)行先前掃描操作時(shí)存儲的負(fù)荷值以及根據(jù)從透射波檢測器120輸出的關(guān)于被檢體是否與保持板IOla接觸的確定,來計(jì)算位于其中被檢體與保持板IOla接觸的部分處的換能器元件130的壓力值。超聲換能器陣列壓力測量單元125然后將計(jì)算出的壓力值輸出到光聲波接收側(cè)壓力分布計(jì)算器126。通過把由陣列負(fù)荷傳感器129的關(guān)聯(lián)負(fù)荷傳感器元件131測量的負(fù)荷值除以關(guān)聯(lián)換能器元件130的面積來得到位于其中被檢體與保持板IOla接觸的部分處的換能器元件130的壓力值。作為接觸區(qū)域內(nèi)的壓力分布，光聲波接收側(cè)壓力分布計(jì)算器126基于與對于累積光聲波圖像數(shù)據(jù)所執(zhí)行的超聲換能器陣列105的掃描位置有關(guān)的掃描位置信息，來計(jì)算位于其中被檢體與保持板IOla接觸的部分處的各個(gè)換能器元件130的壓力值。
[0097]根據(jù)掃描方向?qū)崿F(xiàn)來執(zhí)行上述操作。更具體地說，根據(jù)掃描方向，每次執(zhí)行超聲換能器陣列105的掃描操作時(shí)，就臨時(shí)存儲由陣列負(fù)荷傳感器129測量的負(fù)荷值，并且通過使用由透射波檢測器120進(jìn)行的確定來計(jì)算每個(gè)換能器元件130的壓力值。然而，如果掃描方向與上述方向相反，則每次執(zhí)行掃描操作時(shí)，就可以臨時(shí)存儲由透射波檢測器120進(jìn)行的關(guān)于被檢體是否與保持板IOla接觸的確定。然后，可以通過使用該確定結(jié)果以及由陣列負(fù)荷傳感器129測量的負(fù)荷值來計(jì)算每個(gè)換能器元件130的壓力值。如果在X方向上掃描超聲換能器陣列105，則可以在X方向上并排布置超聲換能器陣列105和陣列負(fù)荷傳感器129。
[0098]如果一次通過等于一個(gè)換能器元件130的寬度的量來掃描超聲換能器陣列105，則可以使用線性陣列負(fù)荷傳感器129，如圖6B所示。在圖6B中，根據(jù)X方向和y方向中的每一個(gè)方向上的一個(gè)換能器元件130的寬度來設(shè)置線性陣列負(fù)荷傳感器129。每次作為掃描操作的結(jié)果超聲換能器陣列105在X方向和y方向中的每一個(gè)方向上移動(dòng)時(shí)，就測量換能器元件130的一列或一行的壓力。這種配置對于以下情況尤其有效。如果用于累積光聲波圖像數(shù)據(jù)的光聲信號的強(qiáng)度十分微弱，則一次通過等于每個(gè)換能器元件130的寬度的量來掃描超聲換能器陣列105,在重疊區(qū)域中從換能器兀件130輸出的光聲信號彼此相加，由此貢獻(xiàn)于SNR方面的改進(jìn)。用該配置，可以在累積光聲波圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)檢測被檢體接觸區(qū)域中的壓力分布。此外，通過選擇對于陣列負(fù)荷傳感器129布置的負(fù)荷傳感器元件131的行數(shù)和列數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)適于超聲換能器陣列105的掃描方法的壓力分布的測量。
[0099]在上述配置中，為了簡化描述，超聲換能器陣列105上所設(shè)置的換能器元件130的間距間隔被設(shè)置為與在陣列負(fù)荷傳感器129上設(shè)置的負(fù)荷傳感器元件131的間距間隔相同。然而，即使間距間隔在換能器元件130與負(fù)荷傳感器元件131之間是不同的，也可以根據(jù)其之間的幾何關(guān)系來對由陣列負(fù)荷傳感器129測量的負(fù)荷值進(jìn)行內(nèi)插，由此使得可以獲得在超聲換能器陣列105上設(shè)置的換能器元件130的位置處的壓力值。如果采用內(nèi)插技術(shù)，則通過根據(jù)換能器元件130或負(fù)荷傳感器元件131的尺寸或布置來使用內(nèi)插技術(shù)，只要負(fù)荷值可以轉(zhuǎn)換為壓力分布，換能器元件130或負(fù)荷傳感器元件131就無需均勻地間隔開。然后，通過使用所測量的壓力值以及從透射波檢測器120輸出的關(guān)于被檢體是否與保持板IOla接觸的確定，可以與當(dāng)不采用內(nèi)插技術(shù)時(shí)相似地檢測壓力分布。
[0100]如上所述，與超聲換能器陣列105鄰近地設(shè)置陣列負(fù)荷傳感器129，與超聲換能器陣列105的掃描操作同步地檢測壓力分布，以用于累積光聲波圖像。因此，壓力測量不干擾光聲波圖像的累積。
[0101]現(xiàn)將給出測量保持板IOlb在被檢體接觸區(qū)域內(nèi)的壓力分布的描述。
[0102]保持框架122經(jīng)由多個(gè)負(fù)荷傳感器108來保持保持板IOlb的外圍，并且可移動(dòng)地被支撐體109支撐。負(fù)荷傳感器108被設(shè)置在保持板IOlb周圍，以使得它們不處于光照射單元102的掃描區(qū)域和CXD相機(jī)110的成像區(qū)域的路徑中。保持框架122以手動(dòng)方式或受電機(jī)驅(qū)動(dòng)而在支撐體109上 移動(dòng)，并且通過調(diào)整保持板IOla與IOlb之間的間隔來保持被檢體。圖5示出負(fù)荷傳感器108、保持框架122以及支撐保持板IOlb的支撐體109的布置的示例。保持框架122可以形成為在一側(cè)上開放以容納被檢體(乳房)的有傾角的U形，以使得其可以在確保成像區(qū)域的同時(shí)保持被檢體。附加地，負(fù)荷傳感器108(例如N個(gè)負(fù)荷傳感器108)可以按規(guī)則間隔沿著保持框架122設(shè)置，并且檢測保持板IOlb上的負(fù)荷分布等級。
[0103]以與第一實(shí)施例相似的方式在C⑶相機(jī)圖像生成器111和輪廓提取單元112中處理由CCD相機(jī)110獲得的被檢體的圖像，由此檢測被檢體與保持板IOlb接觸的區(qū)域(被檢體接觸區(qū)域)。
[0104]重量分布計(jì)算器123基于來自沿著保持框架122所設(shè)置的多個(gè)負(fù)荷傳感器108的輸出而如下計(jì)算保持板IOlb上的負(fù)荷分布。
[0105]根據(jù)來自輪廓提取單元112的輸出來檢測保持板IOlb上的被檢體接觸區(qū)域。在被檢體接觸區(qū)域內(nèi)設(shè)置M個(gè)采樣點(diǎn)。采樣點(diǎn)的數(shù)量M可以期望地為N-1 (N是保持板上所設(shè)置的負(fù)荷傳感器108的數(shù)量)或更小。根據(jù)M個(gè)采樣點(diǎn)與N個(gè)負(fù)荷傳感器108之間的位置關(guān)系以及來自N個(gè)負(fù)荷傳感器108的輸出來計(jì)算在M個(gè)采樣點(diǎn)處的負(fù)荷。
[0106]例如，如果保持板IOlb的剛度很高，則獲得與負(fù)荷傳感器108的數(shù)量(N個(gè))相同數(shù)量的使用負(fù)荷傳感器108中的每一個(gè)作為支點(diǎn)的力矩的N個(gè)方程。此外，獲得M個(gè)采樣點(diǎn)的負(fù)荷和N個(gè)負(fù)荷傳感器108的負(fù)荷的平衡方程，在M個(gè)采樣點(diǎn)處的負(fù)荷值被看作關(guān)于(N+1)個(gè)條件表達(dá)式的未知量。當(dāng)M = N+1時(shí)，通過求解方程來獲得在M個(gè)采樣點(diǎn)中的每一個(gè)處的被檢體的接觸負(fù)荷值，而當(dāng)M不是(N+1)時(shí)，可以通過使用包括回歸分析的擬合技術(shù)(如最小二乘法)或通過使用統(tǒng)計(jì)方法(如最大似然估計(jì))來得到接觸負(fù)荷值。
[0107]當(dāng)M = N+1時(shí)，可以通過把在M個(gè)采樣點(diǎn)處的負(fù)荷值PiQ = 1、2、……、M)設(shè)置為未知量來求解以下線性方程系統(tǒng)。
[0108][數(shù)學(xué)式I]
[0109]
【權(quán)利要求】
1.一種被檢體信息累積裝置，包括: 壓迫板，被配置為壓迫被檢體； 照射單元，被配置為用照射光來照射被檢體； 聲學(xué)波檢測器，被配置為接收用所述照射光照射的被檢體內(nèi)生成的聲學(xué)波并且輸出電信號; 圖像信號生成器，被配置為基于從所述聲學(xué)波檢測器輸出的所述電信號來生成用于形成聲學(xué)波圖像的信號； 壓力信息累積單元，被配置為獲得關(guān)于通過所述壓迫板施加到被檢體的壓力的壓力信息；以及 控制器，被配置為執(zhí)行控制以使得在顯示單元上顯示所述聲學(xué)波圖像和所述壓力信肩、O
2.如權(quán)利要求1所述的被檢體信息累積裝置，其中，所述控制器在所述顯示單元上同時(shí)顯示所述聲學(xué)波圖像和所述壓力信息。
3.如權(quán)利要求1或2所述的被檢體信息累積裝置，還包括: 負(fù)荷傳感器，被配置為 測量施加到所述壓迫板的負(fù)荷；以及 區(qū)域檢測器，被配置為檢測所述壓迫板中的每一個(gè)與所述被檢體之間的接觸區(qū)域， 其中，所述壓力信息累積單元通過使用由所述區(qū)域檢測器檢測到的所述接觸區(qū)域以及由所述負(fù)荷傳感器測量的所述負(fù)荷來獲得所述壓力信息。
4.如權(quán)利要求3所述的被檢體信息累積裝置，其中，所述區(qū)域檢測器以光學(xué)方式檢測所述接觸區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4所述的被檢體信息累積裝置，其中，所述區(qū)域檢測器使用通過所述壓迫板執(zhí)行的光學(xué)成像或光學(xué)三維測量來以光學(xué)方式檢測所述接觸區(qū)域。
6.如權(quán)利要求3所述的被檢體信息累積裝置，其中，所述區(qū)域檢測器以聲學(xué)方式檢測所述接觸區(qū)域。
7.如權(quán)利要求6所述的被檢體信息累積裝置，其中，所述區(qū)域檢測器根據(jù)超聲換能器陣列已經(jīng)接收到超聲波還是聲學(xué)波來以光學(xué)方式檢測所述接觸區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1或2所述的被檢體信息累積裝置，其中，所述壓力信息累積單元獲得關(guān)于通過所述壓迫板施加到被檢體的壓力的分布的分布信息。
9.一種被檢體信息累積裝置，包括: 壓迫板，被配置為壓迫被檢體； 照射單元，被配置為用照射光來照射被檢體； 聲學(xué)波檢測器，被配置為接收用所述照射光照射的被檢體內(nèi)生成的聲學(xué)波并且輸出電信號; 圖像信號生成器，被配置為基于從所述聲學(xué)波檢測器輸出的所述電信號來生成用于形成聲學(xué)波圖像的信號； 血壓信息累積單元，被配置為在被檢體在所述壓迫板之間受壓迫的狀態(tài)下獲得關(guān)于所述被檢體的血壓的血壓信息；以及 控制器，被配置為在顯示單元上顯示所述聲學(xué)波圖像和所述血壓信息。
10.如權(quán)利要求9所述的被檢體信息累積裝置，其中，所述控制器在所述顯示單元上同時(shí)顯示所述聲學(xué)波圖像和所述血壓信息。
11.如權(quán)利要求1至10之一所述的被檢體信息累積裝置，其中，所述控制器執(zhí)行控制以使得關(guān)于患者的信息顯示在所述顯示單元上。
12.如權(quán)利要求11所述的被檢體信息累積裝置，其中，所述關(guān)于患者的信息是所述患者的ID、姓名、年 齡、身體脂肪百分比、體質(zhì)指標(biāo)、罩杯尺寸以及血壓的記錄中的至少一個(gè)。
【文檔編號】A61B5/0205GK104023620SQ201280064584
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月26日
【發(fā)明者】及川克哉, 時(shí)田俊伸, 戶井雅和, 鍛利幸 申請人:佳能株式會(huì)社