声波获取装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为201280008282. 9、申请日为2012年2月6日、发明名称为"声 波获取装置"的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及声波获取装置。
【背景技术】
[0003] 通常的超声诊断装置可通过发射超声波并接收在活体内反射的超声波来获取活 体内的信息。这使得可检测诸如肿瘤的病症部位。此外，活体的生理信息（即，机能信息） 的成像受到关注以提高检测效率。使用光和超声波的光声成像（PAT)已被提议作为用于对 机能信息成像的手段。
[0004] 光声成像是利用光声效应对作为声波源的内部组织成像的技术，在该光声效应 中，通过向被检体施加从光源产生的脉冲光并吸收在被检体中已传播和扩散的光来产生声 波（典型地是超声波）。在多个位置处检测接收的声波的随时间的变化，并对获取的信号进 行数学分析（即，重构），并且以三维的方式可视化关于被检体的内部部分的光学特性值的 fg息。
[0005] 根据声学检测元件的布置，使用光声成像获得的三维图像的分辨率依赖于以下因 素。如果多个声学检测元件被布置在平面上，那么在与布置平面平行的方向上的分辨率 (横向分辨率）依赖于各个声学检测元件的接收部分的尺寸和声学检测元件可检测的频率 两者，并且在与布置平面垂直的方向上的分辨率（深度分辨率）仅依赖于声学检测元件可 检测的频率。由于与减小接收部分的尺寸相比增加可被声学检测元件检测的频率通常更容 易，所以在与布置平面垂直的方向上的分辨率高于在平行的方向上的分辨率。在多个声学 检测元件被布置在球面上的情况下，所有的声学检测元件的深度方向上的信息被叠加，由 此，横向分辨率也等于深度分辨率。即，由于在所有的方向上的分辨率仅依赖于频率，所以 该布置提供高的分辨率。对于介于平面布置与球面布置之间的中间布置（在该中间布置 中，多个声学检测元件被布置在以不同的角度设置的多个平面上），随着布置从平面布置接 近于球面布置，分辨率较少地依赖于声学检测元件的接收部分的尺寸，由此使得可实现更 高的分辨率。
[0006] 在PTL1中公开了多个声学检测元件被布置在球面上的装置的例子。在PTL1中， 声学检测元件按螺旋图案被布置在半球面上，并且在半球围绕连接半球的极点与球的中心 的线旋转的同时，执行光照射和使用声学检测元件的声波的接收。图像重构被执行，以通过 使用从已接收声波的声学检测元件输出的信号获得图像数据。
[0007][引文列表]
[0008][专利文献]
[0009]PTL1 ：U.S.No. 5, 713, 356
【发明内容】
[0010] [技术问题]
[0011] 然而，对于PTL1中公开的声学检测元件的球面布置，分辨率在球的中心最高，并 且随着到周边的距离减小而降低，从而导致分辨率的变化。换句话说，由于声波在中心以直 角入射到所有的声学检测元件上，以使得相同相位的信号同时进入，所以信号没有弱化。然 而，在中心以外的部分，声波斜入射到一些声学检测元件上，使得相同相位的信号带有时滞 (timelag)地入射。由此，在中心的信号以外的信号的弱化是分辨率变化的原因之一。
[0012] 另一原因是声学检测元件的方向性。声波的行进方向关于声学检测元件形成角 度，并且声学检测元件具有方向性。由此，当行进方向形成角度时，灵敏度下降，并且当信号 变得比噪声电平弱时，灵敏度消失。由此，随着信息量减少，分辨率降低。对于平面类型， 当声学检测元件被布置于比测量范围足够宽的平面上时，可在测量范围内实现均匀的分辨 率。对于介于平面布置与球面布置之间的中间布置（在该中间布置中，多个平面被布置）， 随着布置从平面布置转换到球面布置，均匀分辨率范围逐渐减小。由此，高的分辨率和分辨 率的均匀性具有折衷（trade-off)的关系。
[0013] 基于这样的问题认识，做出了本发明。本发明减少依赖于位置的分辨率的变化。 [0014][问题的解决方案]
[0015] 根据本发明的一方面的声波获取装置装配有包括接收来自被检体的声波的多个 检测元件的检测器，该多个检测元件中的至少一些检测元件的接收表面处于不同的角度。 该装置包括被配置为移动被检体和检测器中的至少一个以改变被检体与根据检测元件的 布置而确定的最高分辨率区域的相对位置的扫描单元。
[0016][发明的有益效果]
[0017]与相关的技术相比，本发明可减少分辨率依赖于位置的变化。
【附图说明】
[0018] 图1是示出根据本发明的第一实施例的装置的配置的框图。
[0019]图2是示出根据本发明的第一实施例的装置的示意图。
[0020] 图3A是示出根据本发明的第一实施例的扫描方法的示图。
[0021] 图3B是示出根据本发明的第一实施例的扫描方法的示图。
[0022] 图3C是示出根据本发明的第一实施例的扫描方法的示图。
[0023] 图3D是示出根据本发明的第一实施例的扫描方法的示图。
[0024]图4是示出根据本发明的第一实施例的装置的操作的流程图。
[0025]图5A是示出分辨率的梯度和扫描的效果的概念图。
[0026]图5B是示出分辨率的梯度和扫描的效果的概念图。
[0027] 图6A是示出根据本发明的第一实施例的装置的变型的示图。
[0028]图6B是示出根据本发明的第一实施例的装置的变型的示图。
[0029]图6C是示出根据本发明的第一实施例的装置的变型的示图。
[0030]图6D是示出根据本发明的第一实施例的装置的变型的示图。
[0031] 图7是示出根据本发明的第二实施例的装置的配置的框图。
[0032] 图8是示出根据本发明的第二实施例的装置的示意图。
[0033] 图9是示出根据本发明的第二实施例的装置的处理方法的示图。
[0034]图10是示出根据本发明的第二实施例的装置的另一配置的框图。
[0035] 图11是示出根据本发明的第三实施例的装置的操作的流程图。
【具体实施方式】
[0036] 本发明的特征在于，通过移动被检体和多个声学检测元件被布置于其中的声学阵 列检测器中的至少一个来减少分辨率的变化。下面，将参照附图描述本发明的实施例。
[0037][第一实施例]
[0038] 第一实施例是本发明的基本实施例。首先，将描述本实施例的组件，然后，将描述 用于布置声学检测元件的方法和用于扫描的方法，这些方法为本发明的实施例的特征。之 后，将描述本实施例的方法，最后，将描述可构想的变形。
[0039]图1是示出第一实施例的组件的框图。本实施例的声波获取装置包括光源1、光照 射单元2、声学阵列检测器5、扫描单元6、电信号处理单元7、数据处理单元8、以及显示器 9。下面，将描述组件和被检体。
[0040][光源]
[0041] 光源1是产生脉冲光的设备。为了获得高的输出，光源1可以是激光器或发光二 极管。为了有效地产生光声波，应当根据被检体的热性能用光照射被检体足够短的时间。 如果被检体是活体，那么将从光源1产生的脉冲光的脉冲宽度设置为数十纳秒或更短是 优选的。优选地，脉冲光的波长处于被称为治疗窗（therapeuticwindow)的近红外区域 (near-infraredregion)中，即，大约700nm至1200nm。该区域中的光可到达活体内相对 深的位置，由此允许深部位的信息被获取。如果测量限于活体的表面，那么可以使用具有大 约500nm至700nm的波长的可见光和处于近红外区域中的光。脉冲光的波长对于观察目标 具有高的吸收系数也是优选的。
[0042][光照射单元]
[0043] 光照射单元2是将从光源1产生的脉冲光引导到被检体3的单元。具体的例子包 括诸如光纤、透镜、反射