[发明专利]超声探测器以及包含超声探测器的光声-超声系统和检查对象成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于发送和接收超声波并用于接收光声波(photoacoustic wave)的超声探测器(probe)，并且涉及包含超声探测器的光声-超声系统和检查对象成像装置。

背景技术

使用超声波获得层析(tomographic)图像的常规层析成像装置包括：用于向试样发送超声波并且接收反射的超声波的探测器；用于给探测器供给超声信号的发送部分；用于接收反射波的接收部分；和用于将接收的反射波信号转换成亮度信号以用于可视化的单元。当使用由该装置获取的时序层析图像时，可以观察试样的内部。在根据一种模式的该装置中，用于执行探测器的扫描的单元用超声波二维地扫描试样，以获得三维图像。

同时，在对检查对象进行检查方面，近年来已进展性地开发了不仅显示形态(morphologic)图像而且显示功能图像的装置。作为如上所述的这样的装置之一，存在利用光声光谱法的装置。在光声光谱法中，各具有预定波长的可见光、近红外光或中红外光被施加到检查对象。然后，检查对象内的特定物质吸收所施加的光的能量，并且，作为吸收的结果，产生并检测到弹性波(光声波)。以这种方式，特定物质的浓度被定量测量。检查对象内的特定物质例如为包含于血液中的葡萄糖或血红蛋白。在例如日本专利申请公开No.2001-507952中公开了通过光声光谱法获取光声图像的技术。该技术被称为光声层析摄影术(PAT)。

另外，日本专利申请公开No.2005-021380公开了：使用对于光声图像和通常的超声回声图像两者而言共同的一维布置的机电变换器来重建这两种图像的方法；以及，在一维布置的机电变换器之间设置使用玻璃纤维的照明系统的结构。根据日本专利申请公开No.2005-021380，同时获取超声回声图像和光声图像，由此显示形态图像和功能图像。在这种情况下，使用共用的探测器，以发送和接收用于形成超声回声图像的超声波、并接收用于形成光声图像的光声波。

这里应当注意，由光声光谱法(光声成像方法)产生的弹性波被称为光声波，并且，在通常的脉冲回声方法中发送和接收的声波被称为超声波。

光声光谱法中使用的光声波的频带一般比超声波检查法(ultrasonography)中使用的超声波的频带低。例如，光声波的频带被分布于200KHz至2MHz的范围内，以1MHz为中心频率。光声波的频带的分布比超声波检查法中使用的超声波的3.5MHz的中心频率低。根据日本专利申请公开No.2005-021380，使用共用的探测器来接收光声波和超声波检查法中使用的超声波。

但是，如在日本专利申请公开No.2005-021380中描述的那样，当使用共用的探测器来接收具有相互不同的频带的光声波和超声波时，出现空间分辨率在超声图像中劣化的问题。为了解决上述的问题，在日本专利申请公开No.2005-021380中使用谐波(harmonic)成像方法。但是，包含于谐波分量中的信号比包含于基波分量中的信号衰减得多，由此存在灵敏度可被降低的担心。

在光声波的频带和超声波的频带相互明显分开(例如，光声波的中心频带约为1MHz并且超声波的中心频带约为10MHz)的情况下，当如在日本专利申请公开No.2005-021380中描述的那样使用共用的探测器来接收波时，上述的问题变得更加明显。

并且，关于包含超声探测器和光学系统的光声-超声系统，出现以下的问题。具体而言，根据日本专利申请公开No.2005-021380，为了产生光声波，使用光纤引入激光。但是，为了产生光声波，需要极强的激光，这可对纤维造成不利的影响。特别地，当试样是厚的以使得光大程度地衰减时，上述的问题变得更加严重。

根据由本发明的发明人使用假(dummy)检查对象进行的实验，发现了：为了产生强到足以检测具有超过“cm”的量级的厚度的试样的光声波，引入光纤中的激光的强度超过几十kJ/cm²，这增大了对于光纤的负担。因此，不可选择光纤作为用于检测具有一定体积的试样的光学系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声探测器和包含超声探测器的检查对象成像装置，所述超声探测器即使在超声波检查法中使用的超声波的频带和光声波的频带相互分开时，也能够形成图像而没有劣化。

本发明的另一目的是提供一种包含超声探测器和光学系统的光声-超声系统，其能够施加具有用于检测足够的光声波的强的光强度的脉冲光。