光声装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通过使用光声效应取得被检体信息的光声装置。
【背景技术】
[0002] 对各自使从诸如激光器之类的光源照射到被检体上的光在被检体中传播并且取 得该被检体中的信息的光学成像装置的研究已经在特别强调医疗领域的情况下而被积极 推进。光声成像（PAT)已被提议为这种光学成像装置之一。PAT是通过用光照射被检体（在 医疗领域中即活体）并且接收和分析由于在被检体中传播并且被扩散的光被活体组织吸 收而生成的光声波来使与被检体（活体）内部的光学特性有关的信息可视化的技术。相应 地，诸如被检体中的光学特性值分布尤其是光能吸收密度分布之类的活体信息可被取得。
[0003] 关于通过该技术取得的与光学特性有关的信息，例如通过光照射生成的诸如初始 声压分布或光能吸收密度分布之类的信息，可以被用于指定伴随有新血管的生长的恶性肿 瘤的位置。基于与光学特性有关的信息的三维重构图像的生成和显示对掌握活体组织的内 部是有用的，并且预期将帮助医疗领域的诊断。
[0004] 日本专利特开第2012-179348号描述固定到具有半球面并且接收面面向半球中 心的容器的多个换能器。另外，参考日本专利特开第2012-179348号，通过使用这种探头获 得的图像在半球的中心点具有最高分辨率并且在半球的中心点附近具有高分辨率区域。日 本专利特开第2012-179348号还描述通过使探头和被检体相对移动来减小分辨率的变化。 [0005] 然而，对于基于在日本专利特开第2012-179348号中定义的高分辨率区域的测 量，成像区域中的分辨率希望被进一步增大。
[0006] 因此，本说明书提供可以在成像区域中以高分辨率取得被检体信息的光声装置。
【发明内容】
[0007] 在本说明书中公开的光声装置包括：光源；探头，包括各自被配置为接收从用发 射自光源的光照射的被检体生成的光声波并且输出接收信号的多个换能器，和具有开口并 被配置为支撑多个换能器以使得多个换能器的指向轴被聚集的支撑构件；移动单元，被配 置为在开口的面内方向上二维地移动探头；区域设置单元，被配置为设置成像区域；以及 处理单元，被配置为基于从多个换能器输出的接收信号来取得成像区域中的被检体信息。 光源被配置为在指向轴被聚集之处的位置比成像区域的中心离探头远的情况下发射光。
[0008] 在本说明书中公开的另一种光声装置包括：光源；探头，包括各自被配置为接收 从用发射自光源的光照射的被检体生成的光声波并且输出接收信号的多个换能器，和被配 置为支撑多个换能器以使得多个换能器的指向轴被聚集的支撑构件；移动单元，被配置为 移动探头；区域设置单元，被配置为设置成像区域；以及处理单元，被配置为基于从多个换 能器输出的接收信号来取得成像区域中的被检体信息。光源被配置为在多个时间点处发射 光。移动单元被配置为移动探头以使得多个相应时间点处的以指向轴被聚集之处的位置为 中心的球体中的探头附近的区域的轨迹填充（fill)成像区域。
[0009] 根据参照附图的对示例性实施例的以下描述，本发明的其他特征将变得清楚。
【附图说明】
[0010] 图IA和图IB是示出根据比较示例和第一实施例的测量的状态的图示。
[0011] 图2是示出根据第一实施例的信号测量单元的配置的示例的图示。
[0012] 图3是根据第一实施例的信息处理单元的功能框图。
[0013] 图4是示出根据第一实施例的信息处理单元的硬件配置的示例的图示。
[0014] 图5是根据第一实施例的光声装置的操作的流程图。
[0015] 图6A和图6B是各自示出根据第一实施例的测量方法的示例的图示。
[0016] 图7是示出根据第二实施例的测量方法的示例的图示。
【具体实施方式】
[0017] 下面参考附图详细描述根据本发明的光声装置的期望实施例。然而，本发明的范 围不限于示出的示例。
[0018] 第一实施例
[0019] 在第一实施例中，二维地移动探头以增大由用户指定的成像区域中的分辨率的光 声装置的示例被描述。
[0020] 关于在日本专利特开第2012-179348号中定义的高分辨率区域，分辨率倾向于在 半球的中心点处最高并且倾向于随着离半球的中心点的距离增大而减小。例如，根据表达 式（1)，以半球的中心点（曲率中心点）为中心的球形区域被确定为高分辨率区域。
[0022] 在这种情况下，dth是高分辨率区域的半径，R是高分辨率区域的下限分辨率，r。是 半球形状的支撑构件的半径，并且是换能器的直径。R例如可以是在曲率中心点获得的 最高分辨率的一半的分辨率。
[0023] 然而，本发明的发明人已经发现使用以分辨率从曲率中心起各向同性地减小的方 式定义的高分辨率区域的方法需要进一步改进以增大成像区域中的分辨率。
[0024] 在下文中，下面参考图IA和IB来描述使用以分辨率从曲率中心起各向同性地减 小的方式定义的高分辨率区域的比较示例和本实施例。在图IA和图IB中，用作被检人员 支撑部分的床101是被检人员平卧下处的床。在图IA和图IB中，为了拍摄作为被检体的 被检人员的乳房的图像，床101具有允许用作被检体107的乳房插入的插入孔。图IA和图 IB各自示出被检人员以俯卧位平卧下并且因此将用作被检体107的乳房插入床101的插入 孔中的状态。由用户通过输入单元指定的成像区域102被示出。
[0025] 图IA示出作为比较示例的当尝试根据由表达式⑴定义并且具有球形形状的高 分辨率区域增大成像区域102中的分辨率时探头103的位置。为根据由表达式（1)定义的 高分辨率区域增大成像区域102中的分辨率，可以使半球的曲率中心104位于成像区域102 的中心面上。在由表达式（1)定义的高分辨率区域中，因为分辨率从探头103的曲率中心 104起各向同性地减小，因此探头103的该位置是期望的，这是因为成像区域102的中心面 上的分辨率变为最高。在这种情况下，成像区域102的中心面表示穿过成像区域102的中 心并且与探头103的开口平行的面。就是说，成像区域102的中心面表示在探头103的开 口的面外方向上穿过成像区域102的中间点并且与探头103的开口平行的面。
[0026] 同时，已知如果探头围绕声源的整个外围则光声波的声源可以被完全再现，并且 通过基于光声波的重构而生成的伪像未被理想地生成。就是说，已知在被探头103围绕的 位置处，伪像被减少并且分辨率被增大。可以想到基于该知识来定义由表达式（1)定义的 高分辨率区域。利用该知识，高分辨率区域被定义为以探头103的曲率中心104为中心的 球体110。就是说，分辨率各向同性地改变的高分辨率区域被定义。
[0027] 然而，关于传播期间的光声波的衰减，本发明的发明人已经发现具有高图像质量 的区域不同于具有球形形状的高分辨率区域。传播期间的光声波的衰减量当从光声波的生 成位置到换能器的距离较小时较小。因此，如果光声波的生成位置和换能器之间的距离较 小，则在该位置处生成的光声波的接收信号的S/N高，并且该位置处的分辨率高。由于此， 向以探头103的曲率中心104为中心的球体110应用该发现，本发明的发明人已经发现球 体的探头103附近的区域倾向于具有比远离球体的探头103的区域高的图像质量。就是说， 本发明的发明人已经发现S/N和分辨率在探头103附近的区域中比在远离探头103的区域 中高。在下文中，以探头103的曲率中心104为中心的球体110的探头103附近的区域被 称为"测量区域"。在本实施例中，以曲率中心104为中心的球体110的探头103附近的区 域中包括的探头103附近的半球形区域被描述为测量区域。
[0028] 另外，基于上述发现，本发明的发明人已经得到如下想法：通过如在图IB中示出 那样移动探头103来移动测量区域以使得成像区域102被用测量区域的轨迹105填充。此 时，探头103在探头103的开口的面外方向（Z方向）上被从图IA中的状态移动。相应地， 使探头103的曲率中心104比成像区域102的中心面离探头103远。然后，探头103在探 头103的开口的面内方向（XY方向）上被移动，测量区域被移动，并且测量区域的轨迹105 被形成。通过使多个时间点处的光照射处的测量区域相互重叠并且被接合在一起来获得测 量区域的轨迹105。
[0029] 相应地，在如下测量区域中生成的光声波可以被有效地接收，该测量区域是关于 除通过重构生成的伪像的影响之外的光声波的传播期间的衰减的影响而定义的并且具有 高S/N和分辨率。同时，在图IA的情况下，如从测量区域的轨迹105未被布置在成像区域 102内理解的，与比较示例相比，成像区域102中的S/N和分辨率根据本实施例可被增大。
[0030] 因为通过重构生成的伪像以数值孔径的观点在曲率中心104处被限制，因此希望 测量当探头103被移动以使得曲率中心104被布置在成像区域102中时的光声波。
[0031] 另外，探头103更可能接收在关于设在床101处的插入孔的探头附近的区域中生 成的光声波。因此，为有效地接收在关于插入孔的探头103附近的区域中生成的光声波，希 望测量当探头103被移动以使得曲率中心104位于关于插入孔的探头103附近时的光声 波。
[0032] 另外，可以通过表达式（1)来确定以曲率中心104为中心的球体110的半径dth。 然而，如果半径d th是根据表达式（1)确定的，则假定最高分辨率是所确定的曲率中心104 处的分辨率，而不管光声波的衰减如何。另外，下限分辨率R可以被设置为作为最高分辨率 一半的值。
[0033] 光声装置的基本配置
[0034] 根据本实施例的光声装置可以通过检测由光声效应生成的光声波来取得被检体 信息。根据本实施例的光声装置主要