[发明专利]使用从对象接收的声波的对象信息处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用从对象接收的声波获得对象内部的信息的对象信息处理装置。

背景技术

作为通过向对象的内部发送光或声波（超声波）、接收从对象发出的声波并且将声波转换为电信号而获得图像数据的技术，存在超声波回波和光声层析成像。超声波回波指的是通过向对象发送作为声波的超声波并接收反射波而生成图像的技术。光声层析成像指的是通过向对象内部发送光能量并接收当对象吸收光能量并因此热绝缘和膨胀时产生的声波（典型地，超声波）而生成图像的技术。在这时产生的声波也被称为光声波。

超声波回波通常被用于医学领域中的生物体。超声波回波可以将生物体内部的声学阻抗的差异转换为图像，并作为在安全、方便和实时特性方面非常有用的诊断手段得以传播。同时，由于安全性或绘制器官的光吸收系数的差异的可能性，发送光能量并接收光声波的光声层析成像也吸引了人们的注意。

在超声波回波和光声波层析成像两者中，向由多个声学转换元件转换为电信号（接收信号）的信号的每一个赋予与关注位置对应的时间差并将其相加。通过进一步对相加后的信号执行如滤波的处理，可以将每一个接收信号转换为图像。

如上所述，超声波回波和光声层析成像可以分别将生物体内部的不同特性转换为图像。在接收处理方面，两种技术都通过多个声学转换元件接收并处理从生物体发出的声波。由于这个缘故，已做出在单个系统中实时实现两种技术的努力。例如，专利文献1公开了在公共电路中测量超声波回波和光声层析成像的系统。进一步地，在非专利文献1中，通过使用具有1MHz中心频率的声学转换元件，在约15毫米深度处检测器官的光吸收系数的差异。

引证目录

专利文献

专利文献1

日本专利申请公开No.2005-21380

非专利文献

非专利文献1

Srirang Manohar,Susanne E.Vaartjes,Johan C.G.van Hespen,Joost M.Klaase,Frank M.van den Engh,Wiendelt Steenbergen和Ton G.van Leeuwen,Initial results of in vivo non-invasive cancer imaging in the human breast using near-infrared photoacoustics,Opt.Express 15,12277-12285(2007)

发明内容

技术问题

如上所述，在超声波回波和光声层析成像的接收处理中，向已经使用多个声学转换元件转换为电信号的信号赋予与关注位置对应的时间差并将其相加。通过这种处理，可以选择性地提取已从关注点到达声学转换元件的声波信号。

在发送超声波回波时，通过将与目标会聚点对应的时间差赋予要被输出到每一个声学转换元件的电信号（发送信号）并发送超声波，可以形成会聚到目标点或在目标方向会聚的超声发送束。如上所述，在超声波回波中，在接收和发送两者中，可以发送和接收会聚到目标点或在目标方向会聚的超声波。因此之故，通过使得发送的关注点或方向对应于接收的关注点或方向，可以利用发送的超声波能量有效地使对象的内部成像。

同时，在光声层析成像中，通过向对象照射光而执行光能量的发送。然而，如果对象是如生物体的强散射体，则很难在对象内部的任意位置会聚光。因此之故，在光声层析成像中，发送的光能量不能如在超声波回波的发送中那样会聚，而从入射位置散射并扩散的光能量变成一发送范围。

在如上所述在对象内部散射和扩散的光能量变成发送范围的情形中，在如同常规超声波回波中那样通过使得发送方向对应于接收方向来执行接收处理的技术的情况下，在接收处理时引起注意的区域变得比发送的光能量扩散的范围更窄。因此之故，不能有效地利用发送的光能量成像。

如果如上所述不能有效地利用发送的能量成像，则图像的信号噪音比（SNR）以及效率会恶化。为了提高变得恶化的图像的SNR，可以考虑增加发送的光能量或增加接收的关注点或方向以覆盖整个发送范围的技术。然而，例如，在向生物体照射光的情况下，由于安全性理由，定义最大容许照度，因而难以无限制地增加发送的光能量。进一步地，在只是增加接收的关注点或方向的数量的情况下，接收信号的处理电路的尺寸增加。

接下来，将会描述超声波回波和光声层析成像中的接收的声波和信号处理。