用于光声图像和超声图像的宽带超声探测器的制造方法
【专利说明】用于光声图像和超声图像的宽带超声探测器
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年10月22日向韩国特许厅提交的韩国专利申请N0.10-2013-0126103的优先权，通过整体引用将其公开内容合并于此。
技术领域
[0003]示范性实施例涉及借助通过将超声图像与光声图像合成而在形态学图像上实现功能图像来促进正确诊断的超声波探测器。
【背景技术】
[0004]超声波探测器用于借助通过在发送超声波之后接收由人体反射的回声信号而实现图像来分析器官的形态学特性和人体的肌理。在诊断浅肌理深度(例如，乳房)的情况下，通过使用具有高频带宽(例如，5-13MHZ)的探测器来实现高分辨率图像，而在诊断深肌理深度(例如，腹部)的情况下，使用具有低频带宽(例如，2-7MHZ)的探测器。即，根据诊断的应用来选择探测器，从而提高图像的质量。
[0005]然而，虽然图像的质量被提高，但是由于基于超声波发送和超声波接收而获取的形态学图像的限制，用于在恶性组织与良性组织之间进行区分的癌症早期诊断的准确度仍然较低。
[0006]最近，已经开发将光声技术应用于诊断的技术，S卩，借助通过接收通过将光(激光)照射到人体的肌理产生的超声波而测量的肌理的光特性来实现功能图像。已经积极地进行研究以借助通过合并光声图像和基于超声系统的超声图像而同时提供形态学图像和功能图像来提高诊断的准确度。
[0007]然而，产生超声图像时使用的超声频率带宽和产生光声图像时产生的频率带宽可能彼此不同。例如，用于产生用于乳腺癌诊断的超声图像的超声探测器使用一般高频带宽，而用于产生光声图像的探测器使用低频带宽。于是，为了同时获得超声图像和光声图像，需要覆盖低频和高频带宽二者的宽带探测器。
[0008]虽则已经提出在分别制造低频和高频探测器之后合并低频探测器和高频探测器的方法，但制造探测器的成本增加，而且难以将超声图像与光声图像匹配。
【发明内容】
[0009]提供宽带超声探测器，其使用电容式微加工超声换能器(CMUT)在同一空间接收低频和高频带宽超声波，并且特别地，在产生超声图像和光声图像时提高超声波接收灵敏度。
[0010]其他方面部分地将在下面的说明书中阐述，并且部分地从说明书将是显而易见的，或者可以通过提供的示范性实施例的实践习得。
[0011]根据一个或多个示范性实施例的一个方面，一种宽带超声探测器包括:布置在基板上的第一超声换能器阵列和第二超声换能器阵列；以及激光装置，其包括被配置为将激光照射到诊断对象上的激光照射器，其中第一超声换能器阵列被配置为接收从被激光照射的诊断对象产生的第一超声波，而且第二超声换能器阵列被配置为向诊断对象发送高频带宽超声波并接收由诊断对象反射的第二超声波。
[0012]第一超声换能器阵列可以包括多个第一超声换能器芯片，而且第二超声换能器阵列可以包括多个第二超声换能器芯片，其中每个第一超声换能器芯片和每个第二超声换能器芯片是电容式微加工超声换能器(CMUT)芯片。
[0013]每个第一超声换能器芯片可以被布置在该基板的第一区域上，而且每个第二超声换能器芯片可以被布置在该基板的第二区域上，并且第二区域可以邻近第一区域。
[0014]第一超声换能器芯片和第二超声换能器芯片可以被交替地布置。
[0015]第一超声换能器阵列可以进一步被配置为接收从大约0.5MHz至大约4MHz的范围中的频率带宽。
[0016]第二超声换能器阵列可以进一步被配置为接收从大约5MHz至大约18MHz的范围中的频率带宽。
[0017]第一超声换能器芯片的上电极和下电极之间的腔可以具有第一高度，其小于第二超声换能器芯片的上电极和下电极之间的腔的第二高度。
[0018]第一高度可以在大约1nm至大约10nm的范围中。
[0019]该激光装置可以包括脉冲激光器。
[0020]该脉冲激光器可以具有在大约I皮米与1000纳米之间的范围中的脉冲宽度。
[0021]该激光照射器包括布置在第一超声换能器阵列的外侧区域的第一激光照射组件和布置在第二超声换能器阵列的外侧区域的第二激光照射组件，其中第一激光照射组件被布置为面向第二激光照射组件以使得第一超声换能器阵列和第二超声换能器阵列被布置在第一激光照射组件与第二激光照射组件之间
[0022]该宽带超声探测器可以进一步包括:第一信号处理器，被配置为通过从第一超声换能器阵列接收与第一超声波对应的电信号来产生第一图像；第二信号处理器，被配置为通过从第二超声换能器阵列接收与第二超声波对应的电信号来产生第二图像；以及图像合成器，被配置为通过将第一图像与第二图像合成来产生第三图像。
[0023]该宽带超声探测器可以进一步包括显示设备，其被配置为显示第一图像、第二图像、和第三图像当中的至少一个。
【附图说明】
[0024]通过下面结合附图的示范性实施例的描述，这些和/或其他方面将变得明显并且更加易于理解，其中:
[0025]图1是根据一个或多个示范性实施例的用于光声图像和超声图像的宽带超声探测器的结构的示意性平面图；
[0026]图2是沿图1的线ΙΙ-ΙΓ截取的截面图；
[0027]图3是根据一个或多个示范性实施例的用于光声图像和超声图像的宽带超声探测器的示意性框图；以及
[0028]图4是根据一个或多个示范性实施例的用于光声图像和超声图像的宽带超声探测器的结构的示意性平面图。
【具体实施方式】
[0029]现在将详细参照示范性实施例，其示例在附图中示出。附图中，可以夸大厚度以使层和区域清楚。示范性实施例可以经受各种修改并且可以以许多不同的形式实现。当层、膜、区域、或面板被称为在其他元件“上”时，其可以直接在其他层或基板上，或者也可以存在中间层。说明书和附图全文中类似的数字指代类似的元件。类似的引用数字用于指示彼此基本相同的元件，因而，将略去其详细描述。
[0030]图1是根据一个或多个示范性实施例的用于光声图像和超声图像的宽带超声探测器100的结构的示意性平面图。光声和超声图像被称为光声图像和超声图像的合成图像。
[0031]参照图1，超声探测器100可以包括被布置在第一区域Al中的第一超声换能器阵列110、被布置在第二区域A2中的第二超声换能器阵列120、被布置在第一超声换能器阵列110的外侧区域的第一激光照射单元(也被称为“第一激光照射器”和/或“第一激光照射组件”)151、以及被布置在第二超声换能器阵列120的外侧区域的第二激光照射单元(也被称为“第二激光照射器”和/或“第二激光照射组件”)152。第一区域Al和第二区域A2彼此邻近。
[0032]第一激光照射单元151和第二激光照射单元152连同第一超声换能器阵列110和第二超声换能器阵列120 —起被布置在探测器外壳(未示出)中。
[0033]从单个激光产生器130产生的激光被光纤140分离到第一激光照射单元151和第二激光照射单元152，并且被照射到诊断对象上。第一激光照射单元151和第二激光照射单元152可以是光学棱镜。超声探测器100可以包括第一激光照射单元151和第二激光照射单元152中的一个。两个激光照射单元151和152的作用在于将均匀的激光照射到目标位置上，从而获得从诊断对象产生的声波的均匀强度。
[0034]激光产生器130、光纤140、以及第一激光照射单元151和第二激光照射单元152构成激光装置。
[0035]激光产生器130可以是固态脉冲激光器，例如，铌