[go: up one dir, main page]

TW201415020A - 結合超音波與光聲影像之成像方法與成像裝置 - Google Patents

結合超音波與光聲影像之成像方法與成像裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201415020A
TW201415020A TW101137294A TW101137294A TW201415020A TW 201415020 A TW201415020 A TW 201415020A TW 101137294 A TW101137294 A TW 101137294A TW 101137294 A TW101137294 A TW 101137294A TW 201415020 A TW201415020 A TW 201415020A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
laser light
pulsed laser
ultrasonic wave
unit
ultrasonic
Prior art date
Application number
TW101137294A
Other languages
English (en)
Inventor
Wei-Zheng Lu
Guo-Zua Wu
Kuo-Tung Tiao
Original Assignee
Ind Tech Res Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ind Tech Res Inst filed Critical Ind Tech Res Inst
Publication of TW201415020A publication Critical patent/TW201415020A/zh

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0093—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy
    • A61B5/0095—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy by applying light and detecting acoustic waves, i.e. photoacoustic measurements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0033—Features or image-related aspects of imaging apparatus, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; Arrangements of imaging apparatus in a room
    • A61B5/0035—Features or image-related aspects of imaging apparatus, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; Arrangements of imaging apparatus in a room adapted for acquisition of images from more than one imaging mode, e.g. combining MRI and optical tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4416—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to combined acquisition of different diagnostic modalities, e.g. combination of ultrasound and X-ray acquisitions

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

一種結合超音波與光聲影像之成像裝置，包括一脈衝雷射光產生單元、一脈衝雷射光掃描單元、一超音波產生單元、一超音波成像處理單元以及一對焦點計算單元。脈衝雷射光掃描單元用以控制脈衝雷射光之照射位置。超音波產生單元用以發射一超音波。超音波成像處理單元用以偵測脈衝雷射光之照射點所發出的一光聲訊號，並接收超音波之回波與光聲訊號產生的波束，以轉換為二維影像。對焦點計算單元用以計算超音波的對焦點座標，並將對焦點座標之訊號傳送至脈衝雷射光掃描單元與超音波成像處理單元，以同步調整脈衝雷射光之照射位置。

Description

結合超音波與光聲影像之成像方法與成像裝置
本發明是有關於一種成像方法與成像裝置，且特別是有關於一種結合超音波與光聲影像之成像方法與成像裝置。
超音波(ultrasound)的成像原理，是利用探頭(transducer)接收發射出去的聲波，再利用不同組織間反射特性的差異將接收到的聲波訊號轉為二維的影像。此外，光聲超音波(photoacoustic ultrasound)的成像原理，是發射脈衝雷射光波，並非是聲波，與傳統超音波系統不同。因此當脈衝雷射光穿透組織時，部分能量被吸收並轉化為熱能，並進一步造成極微小的熱膨脹。當熱膨脹所產生的波動被超音波探頭所偵測後，產生的二維影像就可反應局部組織中特定分子以及物質的分佈。
然而，傳統雷射光波產生器及雷射光波的照射範圍都是固定不動的。以雷射照射的組織所發出的光聲訊號為一個點聲源來看，其所發射的聲波是以球面波發散。由於聲程差不一樣，經過傳輸後在同一平面上的中心與邊緣的放大倍率會不同。因此，超音波探頭接收到的光聲訊號跟物體受到雷射刺激時發出的聲場不同時，需要電腦對訊息做後端重組並調整放大倍率及聲程差以產生二維影像，因此難以提昇最終成像品質，使得光聲影像的解析度略差於傳統超音波影像的解析度。
根據本發明之一方面，提出一種結合超音波與光聲影像之成像裝置，包括一脈衝雷射光產生單元、一脈衝雷射光掃描單元、一超音波產生單元、一超音波成像處理單元以及一對焦點計算單元。脈衝雷射光產生單元用以發射一脈衝雷射光。脈衝雷射光掃描單元用以控制脈衝雷射光之照射位置。超音波產生單元用以發射一超音波。超音波成像處理單元用以偵測脈衝雷射光之照射點所發出的一光聲訊號，並接收超音波之回波與光聲訊號產生的波束，以轉換為二維影像。對焦點計算單元用以計算超音波的對焦點座標，並將對焦點座標之訊號傳送至脈衝雷射光掃描單元與超音波成像處理單元，以同步調整脈衝雷射光之照射位置。
根據本發明之另一方面，提出一種結合超音波與光聲影像之成像方法，包括下列步驟。發射一超音波。接收超音波之回波，以進行超音波之成像處理。計算超音波的對焦點座標，以同步計算一脈衝雷射光之照射點。對應調整脈衝雷射光之照射位置。發射脈衝雷射光，偵測脈衝雷射光之照射點所發出的一光聲訊號，並接收光聲訊號產生的波束，以得到二維影像。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本實施例揭露之結合超音波與光聲影像之成像方法 及成像裝置，係控制脈衝雷射光之照射位置以得到接近傳統超音波具有之發射聚焦效果。也就是說，先發射超音波以設定超音波的接受對焦點的座標，再將對焦點座標之訊號同時傳送至脈衝雷射光掃描單元與超音波成像處理單元，以對應調整脈衝雷射光之照射位置。因此，超音波探頭接收到的聲波訊號即為對焦點受到雷射光刺激時發出的光聲訊號，非常接近傳統超音波具有之發射聚焦效果，故可提昇光聲影像的成像品質。
以下係提出各種實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並非用以限縮本發明欲保護之範圍。
第一實施例
請參照第1圖，其繪示依照本發明一實施例之結合超音波與光聲影像之成像裝置100的示意圖。此成像裝置100可包括一超音波產生單元110、一超音波成像處理單元120、一脈衝雷射光產生單元130、一脈衝雷射光掃描單元140、一對焦點計算單元150以及一影像分析單元160。
超音波產生單元110包括一發送波束成型器112與一脈衝器114。超音波成像處理單元120包括一接收波束成型器122、一成像單元123、一類比前端元件124、一發送/接收開關126與一探頭128。如第2圖所示，探頭128放置於待測物10上，以將超音波產生單元110發射之一超音波U傳遞至待測物10，並接收超音波U之對焦點F所回傳之一聲波訊號U’。此聲波訊號U’可經由類比前端元件124之訊號處理傳送至接收波束成型器122，再由接收 波束成型器122進行波束成型演算以得到一回波影像。此回波影像可經由亮點模式(B-mode)之成像單元123將回傳之聲波強弱以明暗程度表示，以轉換為具有灰階效果之二維影像。
在一實施例中，影像分析單元160用以分析超音波U之回波影像，以供使用者選擇一興趣區域(Region of interest)，使脈衝雷射光L照射在興趣區域上。也就是說，興趣區域可由影像分析單元160根據系統預設值計算而來決定，或是由使用者自行輸入來決定。在本實施例之第1圖中，興趣區域與對焦點計算單元150可分開或合成為一個單元。
對焦點計算單元150用以計算超音波U的對焦點F座標，並將對焦點F座標之訊號同時傳送至脈衝雷射光掃描單元140與超音波成像處理單元120。
請參照第3A圖，在一實施例中，脈衝雷射光掃描單元140例如具有一驅動器142，而脈衝雷射光產生單元130具有一雷射頭132，用以發射一脈衝雷射光L。驅動器142帶動雷射頭132移動，以控制脈衝雷射光L之照射位置。請參照第3B圖，在另一實施例中，脈衝雷射光掃描單元140例如具有一可移動或可旋轉之反射鏡組144，可使脈衝雷射光L經由反射鏡組144調整其照射位置。也就是說，脈衝雷射光L的照射位置可根據超音波U的對焦點F座標同步調整。此外，超音波成像處理單元120亦可根據對焦點F座標來計算聲程差，以進行波束成型演算。
請參照第1圖，超音波成像處理單元120之探頭128 用以偵測脈衝雷射光L之照射點R所發出的一光聲訊號PA，並接收光聲訊號PA產生的波束。此光聲訊號PA為一點聲源，可經由類比前端元件124之訊號處理傳送至接收波束成型器122，再由接收波束成型器122進行波束成型演算以得到一光聲影像。此光聲影像可經由成像單元123轉換為具有假彩色效果之二維影像，以反應待測物10中特定分子以及物質的分佈。
請參照第4圖，其繪示依照本發明一實施例之結合超音波與光聲影像之成像方法的流程示意圖。以下之元件標號請參照第1及2圖之說明。首先，在步驟S11中，發射一超音波U。在步驟S12中，接收超音波U之回波，以進行超音波之成像處理。也就是說，探頭128將超音波U傳遞至待測物10，並接收超音波U之對焦點F所回傳之一聲波訊號U’。在步驟S13及S14中，對超音波U之回波影像進行成像分析，以決定一興趣區域。興趣區域可根據系統預設值自動來決定，如步驟S15所示；或是興趣區域可由使用者自行輸入來決定，如步驟S16所示。
接著，在步驟S17中，計算超音波U的對焦點F座標，並根據超音波U的對焦點F座標同步計算一脈衝雷射光L之照射點R。在步驟S18中，當調整完脈衝雷射光L之照射位置之後，例如移動雷射頭132、移動反射鏡組144或旋轉反射鏡組144，進行步驟S19，以發射脈衝雷射光L在待測物10上。在步驟S20中，利用探頭128偵測脈衝雷射光L之照射點R所發出的一光聲訊號PA，並接收光聲訊號PA產生的波束，以得到二維影像。
在上述之步驟S17~S20中，當探頭128的位置固定而移動脈衝雷射光L之照射位置時，即可得到不同照射位置的二維影像。較佳但不限定地，脈衝雷射光L移動的距離可剛好等於探頭128中感測元件間的間距，如此可有最佳化之波束成型準確度。
由上述之說明可知，本發明藉由控制脈衝雷射光之照射位置以得到接近傳統超音波之發射聚焦效果，進而提昇光聲影像的成像品質，並可降低雷射光能量的需求。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧待測物
100‧‧‧結合超音波與光聲影像之成像裝置
110‧‧‧超音波產生單元
112‧‧‧發送波束成型器
114‧‧‧脈衝器
120‧‧‧超音波成像處理單元
122‧‧‧接收波束成型器
123‧‧‧成像單元
124‧‧‧類比前端元件
126‧‧‧發送/接收開關
128‧‧‧探頭
130‧‧‧脈衝雷射光產生單元
132‧‧‧雷射頭
140‧‧‧脈衝雷射光掃描單元
142‧‧‧驅動器
144‧‧‧反射鏡組
150‧‧‧對焦點計算單元
160‧‧‧影像分析單元
L‧‧‧脈衝雷射光
R‧‧‧照射點
PA‧‧‧光聲訊號
U‧‧‧超音波
U’‧‧‧聲波訊號
F‧‧‧對焦點
第1圖繪示依照本發明一實施例之結合超音波與光聲影像之成像裝置的示意圖。
第2圖繪示探頭放置於待測物上之示意圖。
第3A及3B圖分別繪示控制脈衝雷射光之照射位置的二實施例。
第4圖繪示依照本發明一實施例之結合超音波與光聲影像之成像方法的流程示意圖。
10‧‧‧待測物
100‧‧‧結合超音波與光聲影像之成像裝置
110‧‧‧超音波產生單元
112‧‧‧發送波束成型器
114‧‧‧脈衝器
120‧‧‧超音波成像處理單元
122‧‧‧接收波束成型器
123‧‧‧成像單元
124‧‧‧類比前端元件
126‧‧‧發送/接收開關
128‧‧‧探頭
130‧‧‧脈衝雷射光產生單元
140‧‧‧脈衝雷射光掃描單元
150‧‧‧對焦點計算單元
160‧‧‧影像分析單元
L‧‧‧脈衝雷射光
R‧‧‧照射點
PA‧‧‧光聲訊號

Claims (8)

  1. 一種結合超音波與光聲影像之成像裝置，包括：一脈衝雷射光產生單元，用以發射一脈衝雷射光；一脈衝雷射光掃描單元，用以控制該脈衝雷射光之照射位置；一超音波產生單元，用以發射一超音波；一超音波成像處理單元，用以偵測該脈衝雷射光之照射點所發出的一光聲訊號，並接收該超音波之回波與該光聲訊號產生的波束，以轉換為二維影像；以及一對焦點計算單元，用以計算該超音波的對焦點座標，並將該對焦點座標之訊號傳送至該脈衝雷射光掃描單元與該超音波成像處理單元，以同步調整該脈衝雷射光之照射位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，更包括一影像分析單元，用以分析該超音波之回波影像，以供使用者選擇一興趣區域，使該脈衝雷射光照射在該興趣區域上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該脈衝雷射光產生單元包括一雷射頭，該脈衝雷射光掃描單元移動該雷射頭，以控制該脈衝雷射光之照射位置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該脈衝雷射光掃描單元包括一可移動或可旋轉之反射鏡組，使該脈衝雷射光經由該反射鏡組調整其照射位置。
  5. 一種結合超音波與光聲影像之成像方法，包括：發射一超音波； 接收該超音波之回波，以進行該超音波之成像處理；計算該超音波的對焦點座標，以同步計算一脈衝雷射光之照射點；對應調整該脈衝雷射光之照射位置；以及發射該脈衝雷射光，偵測該脈衝雷射光之照射點所發出的一光聲訊號，並接收該光聲訊號產生的波束，以得到二維影像。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之成像方法，更包括根據該超音波之回波影像選擇一興趣區域，對應調整該脈衝雷射光之照射位置，使該脈衝雷射光照射在該興趣區域上。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之成像方法，其中調整該脈衝雷射光之照射位置的步驟包括移動一雷射頭，以調整該脈衝雷射光之照射位置。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之成像方法，其中調整該脈衝雷射光之照射位置的步驟包括提供一可移動或可旋轉之反射鏡組，使該脈衝雷射光經由該反射鏡組調整其照射位置。
TW101137294A 2012-10-08 2012-10-09 結合超音波與光聲影像之成像方法與成像裝置 TW201415020A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2012/082567 WO2014056134A1 (zh) 2012-10-08 2012-10-08 结合超音波与光声影像的成像方法与成像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201415020A true TW201415020A (zh) 2014-04-16

Family

ID=50476852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101137294A TW201415020A (zh) 2012-10-08 2012-10-09 結合超音波與光聲影像之成像方法與成像裝置

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW201415020A (zh)
WO (1) WO2014056134A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3090682A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-09 Universiteit Twente Artifact reduction in photoacoustic and thermoacoustic imaging

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1247158C (zh) * 2003-02-26 2006-03-29 华南师范大学 生物组织光声层析成像的方法及其装置
CN100434042C (zh) * 2004-01-06 2008-11-19 华南师范大学 生物组织光学和超声的采集和层析成像的方法及其装置
CN101002670B (zh) * 2006-01-20 2012-09-19 奥林巴斯医疗株式会社 被检体信息分析装置、内窥镜装置、被检体信息分析方法
US8298144B2 (en) * 2006-06-23 2012-10-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Timing controller for combined photoacoustic and ultrasound imager
KR20090088909A (ko) * 2006-12-19 2009-08-20 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 결합된 광음향 및 초음파 이미징 시스템
CN101336832A (zh) * 2008-08-12 2009-01-07 福建师范大学 脉冲式光声扫描软组织成像方法与装置
JP5235586B2 (ja) * 2008-10-03 2013-07-10 キヤノン株式会社 生体情報処理装置及び生体情報処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014056134A1 (zh) 2014-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120165677A1 (en) Medical imaging system and medical imaging method thereof
US10143381B2 (en) Object information acquiring apparatus and control method therefor
US9320475B2 (en) Photoacoustic imaging method and photoacoustic imaging apparatus
CN105011905B (zh) 对象信息获取装置及对象信息获取方法
JP6525565B2 (ja) 被検体情報取得装置および被検体情報取得方法
JP5681141B2 (ja) 断層画像生成装置、方法、及びプログラム
CN111728642A (zh) 一种在超声扫描中成像的方法、装置及系统
US9723994B2 (en) Object information acquisition apparatus, object information acquisition system, display control method, display method, and program
US20160324423A1 (en) Photoacoustic measurement apparatus and signal processing device and signal processing method for use therein
JPH06501641A (ja) 画像形成レーザドップラー技術で流体の流れの動きを測定する際に距離依存の増幅率を縮小するための方法およびシステム
US20170095155A1 (en) Object information acquiring apparatus and control method thereof
JP6926011B2 (ja) 超音波探傷装置および超音波探傷方法
KR20200101418A (ko) 초음파 시스템을 위한 에코 윈도우 아티팩트 분류 및 시각적 표시기
CN111727013B (zh) 一种成像方法以及成像系统
JP2011212254A (ja) イメージング装置及びイメージング方法
CN105407806B (zh) 超声波诊断装置及其工作方法
WO2016101280A1 (zh) 一种血管内成像系统及方法
WO2022141081A1 (zh) 一种光声成像方法及光声成像系统
WO2012160776A1 (en) Subject information obtaining apparatus and subject information obtaining method
JP5647584B2 (ja) 光音響画像生成装置及び方法
WO2020082270A1 (zh) 一种成像方法以及成像系统
JP2015156907A (ja) 超音波診断装置および超音波プローブ
CN109758091B (zh) 一种超声成像方法及装置
TW201415020A (zh) 結合超音波與光聲影像之成像方法與成像裝置
KR20200063573A (ko) 3차원 광음향 영상 장치