[發明專利]超聲探測器以及包含超聲探測器的光聲-超聲系統和檢查對象成像裝置

有效

• 申請號: 201310028573.0
• 申請日: 2009-06-17
• 公開（公告）號: CN103099644A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 染田恭宏;齊藤惠志;淺尾恭史;中川克己;市原滋
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: A61B8/14
• 分類號: A61B8/14;A61B5/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 楊小明

本申請是申請日為2009年6月17日、申請號為200980122052.3、發明名稱為“超聲探測器以及包含超聲探測器的光聲-超聲系統和檢查對象成像裝置”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于發送和接收超聲波并用于接收光聲波（photoacoustic?wave）的超聲探測器（probe），并且涉及包含超聲探測器的光聲-超聲系統和檢查對象成像裝置。

背景技術

使用超聲波獲得層析（tomographic）圖像的常規層析成像裝置包括：用于向試樣發送超聲波并且接收反射的超聲波的探測器；用于給探測器供給超聲信號的發送部分；用于接收反射波的接收部分；和用于將接收的反射波信號轉換成亮度信號以用于可視化的單元。當使用由該裝置獲取的時序層析圖像時，可以觀察試樣的內部。在根據一種模式的該裝置中，用于執行探測器的掃描的單元用超聲波二維地掃描試樣，以獲得三維圖像。

同時，在對檢查對象進行檢查方面，近年來已進展性地開發了不僅顯示形態（morphologic）圖像而且顯示功能圖像的裝置。作為如上所述的這樣的裝置之一，存在利用光聲光譜法的裝置。在光聲光譜法中，各具有預定波長的可見光、近紅外光或中紅外光被施加到檢查對象。然后，檢查對象內的特定物質吸收所施加的光的能量，并且，作為吸收的結果，產生并檢測到彈性波（光聲波）。以這種方式，特定物質的濃度被定量測量。檢查對象內的特定物質例如為包含于血液中的葡萄糖或血紅蛋白。在例如日本專利申請公開No.2001-507952中公開了通過光聲光譜法獲取光聲圖像的技術。該技術被稱為光聲層析攝影術（PAT）。

另外，日本專利申請公開No.2005-021380公開了：使用對于光聲圖像和通常的超聲回聲圖像兩者而言共同的一維布置的機電變換器來重建這兩種圖像的方法；以及，在一維布置的機電變換器之間設置使用玻璃纖維的照明系統的結構。根據日本專利申請公開No.2005-021380，同時獲取超聲回聲圖像和光聲圖像，由此顯示形態圖像和功能圖像。在這種情況下，使用共用的探測器，以發送和接收用于形成超聲回聲圖像的超聲波、并接收用于形成光聲圖像的光聲波。

這里應當注意，由光聲光譜法（光聲成像方法）產生的彈性波被稱為光聲波，并且，在通常的脈沖回聲方法中發送和接收的聲波被稱為超聲波。

光聲光譜法中使用的光聲波的頻帶一般比超聲波檢查法（ultrasonography）中使用的超聲波的頻帶低。例如，光聲波的頻帶被分布于200KHz至2MHz的范圍內，以1MHz為中心頻率。光聲波的頻帶的分布比超聲波檢查法中使用的超聲波的3.5MHz的中心頻率低。根據日本專利申請公開No.2005-021380，使用共用的探測器來接收光聲波和超聲波檢查法中使用的超聲波。

但是，如在日本專利申請公開No.2005-021380中描述的那樣，當使用共用的探測器來接收具有相互不同的頻帶的光聲波和超聲波時，出現空間分辨率在超聲圖像中劣化的問題。為了解決上述的問題，在日本專利申請公開No.2005-021380中使用諧波（harmonic）成像方法。但是，包含于諧波分量中的信號比包含于基波分量中的信號衰減得多，由此存在靈敏度可被降低的擔心。

在光聲波的頻帶和超聲波的頻帶相互明顯分開（例如，光聲波的中心頻帶約為1MHz并且超聲波的中心頻帶約為10MHz）的情況下，當如在日本專利申請公開No.2005-021380中描述的那樣使用共用的探測器來接收波時，上述的問題變得更加明顯。

并且，關于包含超聲探測器和光學系統的光聲-超聲系統，出現以下的問題。具體而言，根據日本專利申請公開No.2005-021380，為了產生光聲波，使用光纖引入激光。但是，為了產生光聲波，需要極強的激光，這可對纖維造成不利的影響。特別地，當試樣是厚的以使得光大程度地衰減時，上述的問題變得更加嚴重。

根據由本發明的發明人使用假（dummy）檢查對象進行的實驗，發現了：為了產生強到足以檢測具有超過“cm”的量級的厚度的試樣的光聲波，引入光纖中的激光的強度超過幾十kJ/cm²，這增大了對于光纖的負擔。因此，不可選擇光纖作為用于檢測具有一定體積的試樣的光學系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種超聲探測器和包含超聲探測器的檢查對象成像裝置，所述超聲探測器即使在超聲波檢查法中使用的超聲波的頻帶和光聲波的頻帶相互分開時，也能夠形成圖像而沒有劣化。