專利名稱：被檢體信息分析裝置以及被檢體信息分析方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種接收來自被照射超聲波的被檢體中的檢查對象部位的散射光來進行生成用于辨別組織性狀的特征信息等的分析的被檢體信息分析裝置以及被檢體信息分析方法。
背景技術：
近年來，作為實現(xiàn)生物體的光斷層成像的技術，提出了光學CT、光學相干斷層掃描法(Optical Coherence Tomography 下面稱作OCT)、光聲影像斷層掃描法等各種技術。例如，在日本特開2008-170363號公報中公開了如下的分析裝置以及方法對作為被檢體的生物體照射超聲波和光，通過檢測在生物體粘膜內(nèi)部因光和超聲波的相互作用所產(chǎn)生的散射光的多普勒頻移量，檢測作為正常組織和癌組織的特征信息的散射系數(shù)的差
已在上述公報的現(xiàn)有例中，通過光檢測器來檢測來自被檢體的通過超聲波振動得到的調(diào)制光、即超聲波調(diào)制光，分析所檢測出的信號的頻率、波長來獲得多普勒頻移量，并將它們轉(zhuǎn)換為散射系數(shù)。因而，為了描繪出微小的散射系數(shù)的差異，需要分析對于頻率分辨率來說微小的多普勒頻移量的變化。在上述現(xiàn)有例中，為了提高頻率分辨率，必須提高信號檢測的采樣速率。在這種情況下，導致在描繪出微小的散射系數(shù)的差異的信號處理中耗費時間。另外，在提高采樣率的情況下，需要以更高的速度(高的頻率)來進行精度高的信號處理，為此導致需要更昂貴的
直ο因此，希望出現(xiàn)不需要提高頻率分辨率就能夠生成構成檢查對象部位的結構組織的特征信息、或能夠進行是正常組織還是病變組織等的組織性狀的辨別等的分析的被檢體信息分析裝置及其方法。在這種情況下，作為結構組織的特征信息，希望是適于通過該特征信息來診斷或者辨別結構組織是正常組織還是病變組織等的信息、或者在診斷時有效利用的與結構組織的組織比率有關的信息。本發(fā)明是鑒于上述的點而完成的，其目的在于提供一種不需要對經(jīng)頻率調(diào)制的光設置高的頻率分辨率就能夠?qū)崿F(xiàn)與被檢體中的檢查對象部位的結構組織的組成比率有關的特征信息的生成等的被檢體信息分析裝置以及被檢體信息分析方法。

發(fā)明內(nèi)容
用于解決問題的方案本發(fā)明的一個方式所涉及的被檢體信息分析裝置，其特征在于，具備受光單元， 其從被照射第一頻率的超聲波和第二頻率的照射光的被檢體中的檢查對象部位接收作為上述照射光的散射光的經(jīng)頻率調(diào)制的光；信息提取單元，其提取上述經(jīng)頻率調(diào)制的光中的頻移了上述第一頻率的整數(shù)倍的特定頻率的信息；以及特征信息生成單元，其根據(jù)通過上述信息提取單元提取出的上述特定頻率的信息生成與構成上述檢查對象部位的結構組織的組成比率有關的特征信息。另外，本發(fā)明的一個方式所涉及的被檢體信息分析裝置，其特征在于，具有光照射單元，其向被檢體內(nèi)的檢查對象部位照射規(guī)定頻率的光；受光單元，其從被照射第一頻率的超聲波而進行超聲波振動的上述檢查對象部位接收作為上述光的散射光的經(jīng)頻率調(diào)制的光；信息提取單元，其通過光學方式或者電方式提取上述經(jīng)頻率調(diào)制的光中的頻移了上述第一頻率的整數(shù)倍的特定頻率的信息；以及辨別單元，其根據(jù)使用通過上述信息提取單元提取出的上述特定頻率的信息計算出的與構成上述檢查對象部位的結構組織的組成比率有關的特征信息，來辨別上述結構組織的性狀。另外，本發(fā)明的一個方式所涉及的被檢體信息分析方法，其特征在于，具備受光步驟，通過受光單元從被照射第一頻率的超聲波和第二頻率的照射光的被檢體中的檢查對象部位接收作為上述照射光的散射光的經(jīng)頻率調(diào)制的光；信息提取步驟，通過信息提取單元從上述經(jīng)頻率調(diào)制的光的信息中提取頻移了上述第一頻率的整數(shù)倍的特定頻率的信息； 體積分數(shù)計算步驟，通過體積分數(shù)計算單元根據(jù)通過上述信息提取步驟提取出的上述特定頻率的信息計算表示構成上述檢查對象部位的結構組織的兩種組織中的一個組織所占的體積的比例的體積分數(shù)，來作為與結構組織的組成比率有關的特征信息；以及顯示步驟，通過顯示單元顯示用于根據(jù)通過上述體積分數(shù)計算步驟計算出的上述體積分數(shù)來辨別上述結構組織的組織性狀的特征信息。


圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的生物體信息分析裝置的結構的框圖。圖2是表示體積分數(shù)和核/細胞質(zhì)比(N/C比)的關系的圖。圖3是第一實施方式的動作說明用的時序圖。圖4是表示第一實施方式的處理過程的代表例的流程圖。圖5是表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的生物體信息分析裝置的結構的框圖。圖6是表示第二實施方式的處理過程的代表例的流程圖。圖7是表示第二實施方式的變形例所涉及的生物體信息分析裝置的結構的框圖。
具體實施例方式下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。(第一實施方式)在說明本發(fā)明的實施方式之前，說明其原理。當使超聲波朝向被檢體內(nèi)部的檢查對象部位入射時，與超聲波的傳輸相應地對構成被檢體內(nèi)部的檢查對象部位的粒子(在后述的實施方式中是構成生物體組織的細胞核) 引起振動。能夠以(1)式來表示時刻t的粒子的振動速度ν(t)。v(t) = VmaxCos (ω ust) (1)在此，Vmax是粒子的振動速度的最大值，《us是超聲波的角頻率。另一方面，當使光向被檢體內(nèi)部入射時，通過上述粒子發(fā)生散射。并且，所入射的光受到基于粒子振動的多普勒效應，與入射的光相比散射光的角頻率ω (t)發(fā)生變化，能夠以(2)式來表示該角頻率ω (t)。ω (t) = ω0 *c/ (c~v (t) *cos α ) = ω0 ·c/ (c-vmaxcos ( ωust) *cos α ) ω0[1+ν maxcos(coust) · cosa/C](2)在此，Oci是入射的光的角頻率，c是被檢體中的光速度，α是光和超聲波的前進方向所形成的角度，在( 式的最后進行Vmax << C這樣的近似。受到多普勒效應的散射光的強度I如( 式那樣進行頻率調(diào)制。
權利要求
1.一種被檢體信息分析裝置，其特征在于，具備受光單元，其從被照射第一頻率的超聲波和第二頻率的照射光的被檢體中的檢查對象部位接收作為對于上述照射光的散射光的經(jīng)頻率調(diào)制的光；信息提取單元，其提取上述經(jīng)頻率調(diào)制的光中的頻移了上述第一頻率的整數(shù)倍的特定頻率的信息；以及特征信息生成單元，其根據(jù)通過上述信息提取單元提取出的上述特定頻率的信息生成與構成上述檢查對象部位的結構組織的組成比率有關的特征信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，上述特征信息生成單元使用上述特定頻率的信息生成表示設為上述結構組織由細胞核和細胞質(zhì)組成時的上述細胞核所占的體積的比例的體積分數(shù)、或者設為由細胞核和細胞質(zhì)組成時的細胞核/細胞質(zhì)比的計算值，來作為上述特征信息。
3.根據(jù)權利要求1所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，上述信息提取單元進一步使用上述經(jīng)頻率調(diào)制的光的信息中的頻移了上述第一頻率的整數(shù)倍的至少兩個不同的特定頻率的強度信息，來計算用于生成上述特征信息的上述經(jīng)頻率調(diào)制的光的調(diào)制度。
4.根據(jù)權利要求2所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，上述特征信息生成單元使用上述特定頻率的信息生成表示設為上述結構組織由細胞核和細胞質(zhì)組成時的上述細胞核所占的體積的比例的體積分數(shù)、或者設為由細胞核和細胞質(zhì)組成時的細胞核/細胞質(zhì)比的計算值，來作為上述特征信息。
5.根據(jù)權利要求1所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，還具備掃描單元，其對被照射上述第一頻率的超聲波、并且被照射上述第二頻率的照明光的上述檢查對象部位進行掃描；以及顯示處理單元，其將構成被掃描的各掃描位置的上述檢查對象部位的結構組織的上述體積分數(shù)或者上述細胞核/細胞質(zhì)比的計算值顯示為圖像。
6.根據(jù)權利要求1所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，上述受光單元由接收干涉光的干涉光受光單元構成，該干涉光是使作為來自上述超聲波會聚而照射的上述檢查對象部位的上述散射光的經(jīng)頻率調(diào)制的光與反射上述照射光而不伴隨頻率調(diào)制的參照光發(fā)生干涉而得到的光。
7.根據(jù)權利要求1所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，上述受光單元由接收干涉光的干涉光受光單元構成，該干涉光是使作為來自上述超聲波會聚而照射的上述檢查對象部位的上述散射光的經(jīng)頻率調(diào)制的光與來自上述檢查對象部位的周圍中幾乎沒有照射超聲波的部分的幾乎不伴隨頻率調(diào)制的散射光發(fā)生干涉而得到的光。
8.根據(jù)權利要求3所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，上述信息提取單元根據(jù)上述調(diào)制度的信息來計算被照射上述超聲波的狀態(tài)下的構成上述結構組織的上述細胞核的振動速度的最大值。
9.一種被檢體信息分析裝置，其特征在于，具有光照射單元，其向被檢體內(nèi)的檢查對象部位照射規(guī)定頻率的光；受光單元，其從被照射第一頻率的超聲波而進行超聲波振動的上述檢查對象部位接收作為上述光的散射光的經(jīng)頻率調(diào)制的光；信息提取單元，其通過光學方式或者電方式提取上述經(jīng)頻率調(diào)制的光中的頻移了上述第一頻率的整數(shù)倍的特定頻率的信息；以及辨別單元，其根據(jù)使用上述信息提取單元提取出的上述特定頻率的信息計算出的與構成上述檢查對象部位的結構組織的組成比率有關的特征信息，來辨別上述結構組織的性狀。
10.根據(jù)權利要求9所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，使用通過上述信息提取單元提取出的上述特定頻率的信息計算出的上述特征信息是表示設為上述結構組織由細胞核和細胞質(zhì)組成時的上述細胞核所占的體積的比例的體積分數(shù)、或者設為由細胞核和細胞質(zhì)組成時的細胞核/細胞質(zhì)比的計算值。
11.根據(jù)權利要求10所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，還具有超聲波照射單元，該超聲波照射單元照射上述第一頻率的超聲波使得超聲波沿著規(guī)定的超聲波傳送軸到達上述被檢體內(nèi)的上述檢查對象部位，上述受光單元接收通過向上述檢查對象部位照射上述第一頻率的超聲波而進行頻率調(diào)制得到的光。
12.根據(jù)權利要求10所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，上述辨別單元通過將上述特征信息的計算值與預先計算的閾值進行比較來辨別上述結構組織的性狀。
13.根據(jù)權利要求10所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，還具有掃描單元，其對被上述照明光照射單元照射規(guī)定頻率的照明光、并且被上述超聲波照射單元照射第一頻率的超聲波的上述檢查對象部位進行掃描；以及顯示處理單元，其將辨別構成被掃描的各掃描位置的上述檢查對象部位的結構組織中的組織性狀而得到的辨別結果的信息顯示為圖像。
14.根據(jù)權利要求9所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，上述受光單元由接收干涉光的干涉光受光單元構成，該干涉光是使作為來自上述超聲波會聚而照射的上述檢查對象部位的上述散射光的經(jīng)頻率調(diào)制的光與反射上述照射光的不伴隨頻率調(diào)制的參照光發(fā)生干涉而得到的光。
15.根據(jù)權利要求9所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，上述受光單元由接收干涉光的干涉光受光單元構成，該干涉光是使作為來自上述超聲波會聚而照射的上述檢查對象部位的上述散射光的經(jīng)頻率調(diào)制的光與來自上述檢查對象部位的周圍中幾乎沒有照射超聲波的部分的幾乎不伴隨頻率調(diào)制的散射光發(fā)生干涉而得到的光。
16.根據(jù)權利要求10所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，上述信息提取單元進一步使用上述經(jīng)頻率調(diào)制的光的信息中的頻移了上述第一頻率的整數(shù)倍的至少兩個不同的特定頻率的強度信息，來計算用于計算上述特征信息的上述經(jīng)頻率調(diào)制的光的調(diào)制度。
17.根據(jù)權利要求16所述的被檢體信息分析裝置，其特征在于，上述信息提取單元根據(jù)上述調(diào)制度的信息來計算被照射上述超聲波的狀態(tài)下的構成上述結構組織的上述細胞核的振動速度的最大值。
18.一種被檢體信息分析方法，其特征在于，具備受光步驟，通過受光單元從被照射第一頻率的超聲波和第二頻率的照射光的被檢體中的檢查對象部位接收作為對于上述照射光的散射光的經(jīng)頻率調(diào)制的光；信息提取步驟，通過信息提取單元從上述經(jīng)頻率調(diào)制的光的信息中提取頻移了上述第一頻率的整數(shù)倍的特定頻率的信息；體積分數(shù)計算步驟，通過體積分數(shù)計算單元根據(jù)通過上述信息提取步驟提取出的上述特定頻率的信息計算表示構成上述檢查對象部位的結構組織的兩種組織中的一個組織所占的體積的比例的體積分數(shù)，來作為與上述結構組織的組成比率有關的特征信息；以及顯示步驟，通過顯示單元顯示用于根據(jù)通過上述體積分數(shù)計算步驟計算出的上述體積分數(shù)來辨別上述結構組織的組織性狀的特征信息。
19.根據(jù)權利要求18所述的被檢體信息分析方法，其特征在于，在上述信息提取步驟中，根據(jù)上述經(jīng)頻率調(diào)制的光的信息中的頻移了上述第一頻率的整數(shù)倍的至少兩個不同的特定頻率的強度信息，來提取用于計算上述體積分數(shù)的上述經(jīng)頻率調(diào)制的光的調(diào)制度的信息。
20.根據(jù)權利要求18所述的被檢體信息分析方法，其特征在于，在上述顯示步驟中，將根據(jù)上述體積分數(shù)在設為上述結構組織由細胞核和細胞質(zhì)組成時計算出的細胞核/細胞質(zhì)比顯示為上述特征信息。
全文摘要
被檢體信息分析裝置具有光檢測器，其從被照射第一頻率的超聲波的被檢體中的檢查對象部位接收作為對于第二頻率的照射光的散射光的經(jīng)頻率調(diào)制的光；信息提取部，其提取經(jīng)頻率調(diào)制的光中的頻移了第一頻率的整數(shù)倍的特定頻率的信息；以及特征信息生成部，其根據(jù)所提取的特定頻率的信息來生成與構成檢查對象部位的結構組織的組成比率有關的特征信息。
文檔編號G01N29/00GK102439418SQ20108000793
公開日2012年5月2日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權日2009年6月12日
發(fā)明者五十嵐誠, 印南岳晴 申請人:奧林巴斯醫(yī)療株式會社, 奧林巴斯株式會社