声波获取装置的制造方法_3

文档序号:9335807阅读:来源:国知局
区域 (S4)。整个测量区域不是整个被检体3,而可以是任何指定的区域。如果扫描没有完成,那 么在固定声学检测元件501之间的位置关系的同时扫描声学阵列检测器5 (S5),并且重复 脉冲光的施加和声波的信号的获取。"固定声学检测元件之间的位置关系"意味着不移动声 学阵列检测器5上的声学检测元件501的布置位置。
[0073] 在S5中,可按规则的间隔执行扫描和接收器信号的获取。特别地,可移动声学阵 列检测器5,以使得在高分辨率区域301与被检体3的相对位置改变等于高分辨率区域301 的尺寸(直径)的距离时施加至少一次脉冲光。这意味着在高分辨率区域301移动等于高 分辨率区域301的尺寸的距离时获取至少一次接收器信号。
[0074] 在从一次光照射到下一次光照射的时间期间扫描的距离越小,分辨率可被更加均 匀化。然而,小的扫描距离(即,低的扫描速度)导致测量时间的增加。由此,可在考虑了 期望的分辨率和测量时间的情况下合适地设定扫描速度和接收器信号获取时间间隔。
[0075] 扫描以三维方式并在分辨率的梯度(gradient)方向上被执行。在完成跨整个 测量区域的扫描之后,数据处理单元8基于获得的数字信号和扫描位置信息执行图像重 构(S6)。在图像重构中使用的通用背投影中,获取的数字信号经受诸如微分和噪声滤波 的预处理,然后经受从声学检测元件501的位置在反方向上传播信号的逆投影(inverse projection)。这在所有的扫描位置处针对声学阵列检测器5被执行,并且传播的经处理的 信号被叠加。该处理允许诸如吸收系数分布的被检体信息分布被获取作为图像数据。最后, 数据处理单元8将获取的图像数据输出到显示器9,并且显示器9显示图像(S7)。
[0076] 图5A和图5B是示出在扫描方向上分辨率的均匀化的效果的示意图。色调表示各 个位置处的分辨率,其中,深的色调表示高的分辨率,浅的色调表示低的分辨率。图5A示出 具有横向梯度的分辨率。如果在分辨率的梯度方向上执行扫描,那么除了作为扫描结束部 的右端处的区域以外,在横向方向上的分辨率以高的分辨率被均匀化。
[0077] 另一方面,图5B示出具有垂直梯度的分辨率。如果在分辨率梯度不存在的方向上 执行扫描,那么垂直的分辨率未被均匀化。在本实施例中,由于声学检测元件501被布置在 球面上,所以在出自球中心的所有方向上存在分辨率梯度,由此,扫描可在任何的方向上执 行。
[0078] 下面,将描述本发明的可构想的变形(第一实施例的变型)。扫描单元6仅需要执 行三维扫描,该三维扫描不仅包括线性扫描,而且还包括旋转扫描。具体地,线性扫描和围 绕图2所示的激光201的光轴旋转声学阵列检测器5的运动可被组合。扫描可被执行以便 具有短的路径长度。
[0079] 为了使整个被检体3的分辨率均匀化,优选地,作为声学阵列检测器5的半球容器 为被检体3的两倍或更大,以使得高分辨率区域301可扫描整个被检体3。换句话说,在用 于保持被检体3的保持部件(后面描述的图8所示的被检体保持器10)被使用的情况下, 声学阵列检测器5的内径(声学检测元件501被设置于其上的半球面的直径)为保持部件 的外径的两倍或更大是优选的。
[0080] 此外,当执行三维扫描时,作为匹配层4的溶液中的被检体3的体积被改变。因 此,可设置溶液经其注入的入口和溶液经其排出的出口,以使溶液的水平面保持恒定,由此 调整溶液的量。
[0081] 声学检测元件501可被布置为球面状;作为替代方案,它们不必被布置为球面状, 而仅需要被布置于曲面或平面上以获得预定的最高分辨率区域。即,在本发明中,声学检测 元件501仅需要被布置为使得接收表面面向被检体3,并且至少一些声学检测元件501的接 收表面处于不同的角度。换句话说,一些声学检测元件501可关于被检体3被布置为凹面 状,以使得接收表面处于不同的角度。当然,随着声学检测元件的布置接近球面状,分辨率 较少地依赖于声学检测元件501的接收部分的尺寸。
[0082] 图6A至6D示出可应用于本发明的声学检测元件501的布置的例子。在图6A和 6B中,声学检测元件501沿着球面的一部分的曲面被布置。这里,本发明中的曲面不仅包 括完全平滑的曲面,而且还包括具有部分凹凸(irregularities)的曲面。图6A和6B所示 的配置允许光照射单元2等灵活布置。在图6C中,声学检测元件501沿着非球面的曲面被 布置。在这种情况下,可调整分辨率和分辨率的均匀性之间的折衷。在图6D中,声学检测 元件501以两个直线图案(平面状)被布置。在这种情况下,由于声学检测元件501以具 有两个不同角度的直线图案被布置以便围绕被检体3,因此宽的均匀分辨率区域可被提供, 并且可增加扫描步幅宽度。尽管图6B和6D示出声学检测元件501被布置于其上的曲面或 平面的数量是两个的例子,但是本发明中的声学检测元件501可被布置于多于两个的表面 上,或者,当然,可被布置于一个连续的表面上。任何希望数量的声学检测元件501可被设 置。
[0083] 在本实施例中,以上描述的配置和处理方法允许在整个测量区域中获取的图像的 分辨率高于或等于高的分辨率并且低于或等于最高的分辨率,并且允许分辨率的变化减 小,即,均匀分辨率区域增大。
[0084][第二实施例]
[0085][信号衰减校正]
[0086] 在第二实施例中,将描述用于校正接收器信号的配置。当声波在被检体3和匹配 层4中传播时,声波的强度被衰减。产生的声波在从声波产生位置到声学检测元件501的 路径中在被检体3中的传播距离和在匹配层4中的传播距离依赖于声学阵列检测器5的扫 描位置。在分别由活体和水等形成的被检体3和匹配层4的衰减率不同的情况下,有时不 能计算出正确的对比度(contrast)。由此,在本实施例中,将描述用于校正不同的强度衰减 的方法。
[0087] 图7示出第二实施例的声波获取装置的配置。该配置与第一实施例的配置的不同 之处在于,增加了被检体保持器10作为用于保持被检体3的保持部件。第二实施例还在数 据处理单元8中的处理方法方面不同。由于其它的配置与第一实施例的配置相同,因此将 省略其描述。如图8所示,被检体保持器10保持被检体3并且限定被检体3的形状。被检 体保持器10可以是薄的、硬的保持部件,其声学阻抗接近于被检体3或匹配层4的声学阻 抗。更优选地,声学阻抗介于被检体3和匹配层4的声学阻抗之间。具体的例子是聚甲基 戊烯。优选地,被检体保持器10具有大于或等于0. 1_、且小于或等于5_的厚度。
[0088] 第二实施例的测量方法与第一实施例的测量方法的不同之处在于数据处理单元8 的图像重构的过程(图4中的S6)。在本实施例中,被检体3与匹配层4之间的边界可从被 检体保持器10的形状确定,并且被检体3的区域和匹配层4的区域可通过将距离转换成时 间来从获取的信号确定。这里,由于被检体保持器10足够薄,所以声波在被检体保持器10 中的传播是可忽略不计的。
[0089] 对于一个声学检测元件501,通常可通过将与各个区域对应的信号除以各个区域 的声学衰减率来适当地校正衰减。然而,如图9所示,由一个声学检测元件501所获得的信 号是来自多个体素(voxels)的信号的叠加信号。边界处的时间依赖于目标体素,使得边界 的位置不能唯一地被确定。因此,当要重构目标体素1时,从体素1与声学检测元件501之 间的位置关系导出的边界1被设定,并且基于边界1,信号除以与区域对应的衰减率,由此 被校正。其它声学检测元件501的信号也以相同的方式被校正,经受诸如微分的预处理,并 且被叠加以产生目标体素1的体素数据。关于目标体素2,边界2被设定,并且基于边界2 执行校正。
[0090] 使用本实施例,即使对于相同的接收器信号设定不同的边界,也可通过叠加声学 检测元件501的接收器信号来适当地校正衰减。由此,即使被检体3和匹配层4的声学衰 减率不同,也可计算出正确的对比度。
[0091] 此外,在本实施例中,从被检体保持
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