沒(méi)有幫助的兩端分別32個(gè)超聲波振子的區(qū)域至少重復(fù)一部分的位置存在假想超聲波振子，并對(duì)由中央的64個(gè)超聲波振子檢測(cè)出的光聲數(shù)據(jù)附加虛擬數(shù)據(jù)。如該例子所示，虛擬數(shù)據(jù)插入單元24不一定限于假設(shè)為在探頭11中超聲波振子實(shí)際上不存在的位置存在假想超聲波振子。
[0066]接下來(lái)，說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。本實(shí)施方式中的光聲圖像生成裝置的結(jié)構(gòu)與圖1所不的第一實(shí)施方式的光聲圖像10的結(jié)構(gòu)相同。在第一實(shí)施方式中，設(shè)成插入虛擬數(shù)據(jù)的區(qū)域(虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域)的寬度是恒定的值而進(jìn)行了說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，根據(jù)被檢體、探頭11的特性來(lái)確定虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度。除了使虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度可變之外，也可以與第一實(shí)施方式等相同。
[0067]在元件區(qū)域外能夠?qū)馕阵w進(jìn)行圖像化的范圍被認(rèn)為依賴于探頭11對(duì)沿傾斜方向入射的聲波的靈敏度(接收靈敏度)而變化。例如，如果對(duì)具有比某個(gè)角度大的角度分量的聲波的檢測(cè)靈敏度較低，則來(lái)自比從端部的超聲波振子以該角度延伸的直線靠外側(cè)的區(qū)域中所存在的光吸收體的光聲波被認(rèn)為無(wú)法由探頭11檢測(cè)。因此，虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度根據(jù)探頭11中的傾斜方向上的聲波的檢測(cè)特性來(lái)確定即可。另外，頻率越高，則聲波在被檢體內(nèi)行進(jìn)時(shí)越衰減。因此，在確定虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度時(shí)，考慮檢測(cè)器元件的中心頻率(檢測(cè)靈敏度最高的頻率)即可。
[0068]探頭11中的超聲波振子的傾斜方向上的接收靈敏度依賴于被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)。在此，超聲波振子的信道間距由超聲波振子的元件尺寸(超聲波振子的排列方向上的寬度)規(guī)定。中心頻率例如根據(jù)由PZT(鋯鈦酸鉛)構(gòu)成的超聲波振子的膜厚和聲匹配層的厚度、聲阻抗來(lái)規(guī)定。
[0069]圖6示出虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度的確定。虛擬數(shù)據(jù)插入單元24將相對(duì)于與探頭11中的超聲波檢測(cè)面垂直的直線的角度定義為增大視場(chǎng)角角度α，根據(jù)被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)來(lái)確定增大視場(chǎng)角α。另外，虛擬數(shù)據(jù)插入單元24基于中心頻率f來(lái)確定可測(cè)定深度(深度)D(f)。虛擬數(shù)據(jù)插入單元24至少將通過(guò)D(f) Xtana求算的長(zhǎng)度(寬度)確定為虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度。虛擬數(shù)據(jù)插入單元24所假設(shè)的假想超聲波振子的元件數(shù)量例如能夠通過(guò)將虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度除以超聲波振子的信道間距來(lái)求算。
[0070]圖7A以及圖7B分別示出包含虛擬數(shù)據(jù)而進(jìn)行重構(gòu)所得到的光聲圖像。圖7A示出在使用被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)=0.57的探頭11來(lái)檢測(cè)出光聲波的情況下的光聲圖像，圖7B示出在使用被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)=1.65的探頭11來(lái)檢測(cè)出光聲波的情況下的光聲圖像。
[0071]在圖7A中，在比直線71靠?jī)?nèi)側(cè)(元件區(qū)域側(cè))的區(qū)域中，能夠清楚地目視確認(rèn)光吸收體，該直線71將端部的超聲波振子的位置作為起點(diǎn)而以相對(duì)于與超聲波檢測(cè)面垂直的方向呈54°的角度向虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域方向側(cè)延伸，但在比直線71靠外側(cè)(與元件區(qū)域相反的一側(cè))的區(qū)域中，無(wú)法清楚地目視確認(rèn)光吸收體。即，在使用被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)=0.57的探頭11的情況下，在虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域中能夠清楚地目視確認(rèn)光吸收體的臨界角度為54°。
[0072]另外，在圖7B中，在比直線72靠?jī)?nèi)側(cè)的區(qū)域中，能夠清楚地目視確認(rèn)光吸收體，該直線72將端部的超聲波振子的位置作為起點(diǎn)而以相對(duì)于與超聲波檢測(cè)面垂直的方向呈15°的角度延伸，但在比直線72靠外側(cè)的區(qū)域中，無(wú)法清楚地目視確認(rèn)光吸收體。S卩，在使用被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)=1.65的探頭11的情況下，在虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域中能夠清楚地目視確認(rèn)光吸收體的臨界角度為15°。
[0073]使用被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)不同的多個(gè)探頭11來(lái)生成光聲圖像，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)求算被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)的值與在虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域中能夠清楚地目視確認(rèn)光吸收體的臨界角度之間的關(guān)系。虛擬數(shù)據(jù)插入單元24利用這種關(guān)系，根據(jù)用于檢測(cè)光聲波的探頭11中的被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)的值，來(lái)確定在確定虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度時(shí)的擴(kuò)大視場(chǎng)角α。
[0074]圖8示出在虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域中能夠清楚地目視確認(rèn)光吸收體的臨界角度與被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)的值之間的關(guān)系。在圖8所示的圖表中，標(biāo)繪點(diǎn)表示實(shí)測(cè)值，直線表示根據(jù)實(shí)測(cè)值所求出的關(guān)系式。例如在使用被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)的值為I的探頭的情況下，根據(jù)圖8所示的圖表，在虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域中能夠清楚地目視確認(rèn)光吸收體的臨界角度為35°左右。在使用被檢體的聲速/(超聲波振子的信道間距X中心頻率)=I的探頭11時(shí)，虛擬數(shù)據(jù)插入單元24確定擴(kuò)大視場(chǎng)角α = 35°。
[0075]對(duì)于可測(cè)定深度D(f)，能夠按以下方式求算。例如對(duì)在元件區(qū)域的中央附近放置了光吸收體的樣品進(jìn)行光照射，由包含某個(gè)中心頻率f的超聲波振子的探頭11來(lái)檢測(cè)光聲波(光聲信號(hào))。改變光吸收體的深度方向上的位置并進(jìn)行光聲信號(hào)的檢測(cè)，查找信噪比成為預(yù)定值以上的范圍。將信噪比為預(yù)定值以上的范圍的最大深度設(shè)為可測(cè)定深度D(f)。使用多個(gè)中心頻率f的探頭來(lái)進(jìn)行上述的實(shí)驗(yàn)，求算中心頻率與可測(cè)定深度D(f)的關(guān)系。
[0076]圖9示出中心頻率f與可測(cè)定深度D(f)的關(guān)系。例如對(duì)中心頻率不同的多個(gè)探頭11，求算信噪比成為2以上的深度的范圍。例如在由包含中心頻率為3MHz的超聲波振子的探頭11進(jìn)行光聲波的檢測(cè)的情況下，在距離被檢體的表面5cm的范圍內(nèi)，能夠以信噪比為2以上來(lái)檢測(cè)光聲信號(hào)。在超聲波振子的中心頻率為3MHz時(shí)，虛擬數(shù)據(jù)插入單元24將可測(cè)定深度D (f)確定為5cm。另一方面，在由包含中心頻率為9MHz的超聲波振子的探頭11進(jìn)行光聲波的檢測(cè)的情況下，在距離被檢體的表面2cm的范圍內(nèi)，能夠以信噪比為2以上來(lái)檢測(cè)光聲信號(hào)。在超聲波振子的中心頻率為9MHz時(shí)，虛擬數(shù)據(jù)插入單元24將可測(cè)定深度D(f)確定為2cm。根據(jù)如此確定的可測(cè)定深度D (f)與tana之積，求算虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度(圖6)。
[0077]此外，如果被檢體被確定，則被檢體的聲速為恒定的值。因此，也可以將聲速視為常數(shù)，基于超聲波振子的信道間距以及中心頻率來(lái)確定虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度(假想超聲波振子的元件數(shù)量)。更詳細(xì)地，也可以基于超聲波振子的信道間距(元件尺寸)與中心頻率之積來(lái)確定擴(kuò)大視場(chǎng)角α，并根據(jù)該擴(kuò)大視場(chǎng)角α與中心頻率f的函數(shù)即可測(cè)定深度D(f)來(lái)確定虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度。另外，對(duì)于可測(cè)定深度D(f)，也可以不設(shè)為中心頻率f的函數(shù)而設(shè)為恒定的值(固定值)。
[0078]在本實(shí)施方式中，根據(jù)探頭11的特性來(lái)確定虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度。特別是，根據(jù)所使用的探頭11的傾斜方向上的接收靈敏度來(lái)確定虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度。在將虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度設(shè)為固定的寬度的情況下，在所使用的探頭11中，有時(shí)將虛擬數(shù)據(jù)插入至無(wú)法進(jìn)行圖像化的區(qū)域，當(dāng)將虛擬數(shù)據(jù)插入至無(wú)法進(jìn)行圖像化的范圍而進(jìn)行重構(gòu)時(shí)，計(jì)算時(shí)間白白地變長(zhǎng)。在本實(shí)施方式中，能夠根據(jù)探頭11的特性來(lái)確定虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度，所以能夠避免將虛擬數(shù)據(jù)插入至在重構(gòu)后的光聲圖像中無(wú)法清楚地目視確認(rèn)光吸收體的區(qū)域，能夠避免無(wú)用的計(jì)算。
[0079]接下來(lái)，說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。圖10示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式的光聲圖像生成裝置。本實(shí)施方式的光聲圖像生成裝置10在圖1所示的光聲圖像生成裝置10的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，具有圖像遮蔽單元28。圖像遮蔽單元28遮蔽所生成的光聲圖像中的比以下直線靠外側(cè)的區(qū)域，該直線從與探頭11中的端部的超聲波振子對(duì)應(yīng)的像素起以在第二實(shí)施方式中說(shuō)明的擴(kuò)大視場(chǎng)角α向被插入了虛擬數(shù)據(jù)的區(qū)域一側(cè)延伸。其他方面也可以與第二實(shí)施方式相同。
[0080]圖11示出圖像被遮蔽的區(qū)域。將與光聲圖像的實(shí)際數(shù)據(jù)區(qū)域50對(duì)應(yīng)的區(qū)域設(shè)為不是遮蔽的對(duì)象，在插入了虛擬數(shù)據(jù)51的區(qū)域中，將無(wú)法清楚地目視確認(rèn)光吸收體的區(qū)域設(shè)為遮蔽對(duì)象區(qū)域53。具體來(lái)說(shuō)，在通過(guò)可測(cè)定深度D (f) Xtan α來(lái)確定了虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的寬度時(shí)，將比以實(shí)際數(shù)據(jù)區(qū)域50的端部的像素(與插入虛擬數(shù)據(jù)51的區(qū)域的邊界的像素)為起點(diǎn)從該像素起以角度α向虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域一側(cè)延伸的直線靠外側(cè)(與元件區(qū)域相反的一側(cè))的區(qū)域設(shè)為遮蔽對(duì)象區(qū)域53。遮蔽對(duì)象區(qū)域53的顯示例如設(shè)為與信號(hào)電平為O相同的顯示(例如為黑色)?；蛘撸部梢栽O(shè)為與背景相同的顯示(例如為白色)。
[0081]在本實(shí)施方式中，對(duì)虛擬數(shù)據(jù)插入?yún)^(qū)域的比角度α靠外側(cè)的區(qū)域的顯示進(jìn)行遮蔽。通過(guò)對(duì)無(wú)法清楚地目視確認(rèn)光吸收體的部分進(jìn)行遮蔽，能夠防止顯示如僅包含噪聲分量那樣的區(qū)域。其他效果與第二實(shí)施方式相同。
[0082]接著，說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方式。圖12示出本發(fā)明的第四實(shí)施方式的光聲圖像生成裝置中的光聲圖像重構(gòu)單元251。在本實(shí)施方式中，光聲圖像重構(gòu)單元251具有二維傅立葉變換單元511、濾波器單元512、映射單元513以及二維傅立葉逆變換單元514。光聲圖像重構(gòu)單元251的結(jié)構(gòu)可以與圖1所示的第一實(shí)施方式的光聲圖像生成裝置或者圖10所示的第三實(shí)施方式的光聲圖像生成裝置相同。
[0083]二維傅立葉變換單元511對(duì)由虛擬數(shù)據(jù)插入單元24(圖1)附加了虛擬數(shù)據(jù)的光聲數(shù)據(jù)進(jìn)行二維傅立葉變換。作為傅立葉變換的算法，例如使用高速傅立葉變換的算法。濾波器單元512是高阻濾波器，截止由二維傅立葉變換單元511進(jìn)行了二維傅立葉變換后的數(shù)據(jù)的、探頭11的超