本发明涉及一种成像方法与成像装置， 且特别是涉及一种结合超音波与光声 影像的成像方法与成像装置。 背景技术

超音波（ultrasound )的成像原理， 是利用探头（transducer )接收发射出去的 声波， 再利用不同组织间反射特性的差异将接收到的 声波信号转为二维的影像。 此外， 光声超音波（ photoacoustic ultrasound )的成像原理， 是发射脉冲激光光波， 并非是声波， 与传统超音波系统不同。 因此当脉冲激光穿透组织时， 部分能量被 吸收并转化为热能， 并进一步造成极微小的热膨胀。 当热膨胀所产生的波动被超 音波探头所侦测后， 产生的二维影像就可反应局部组织中特定分子 以及物质的分 布。

然而， 传统激光光波产生器及激光光波的照射范围都 是固定不动的。 以激光 照射的组织所发出的光声信号为一个点声源来 看， 其所发射的声波是以球面波发 散。 由于声程差不一样， 经过传输后在同一平面上的中心与边缘的放大 倍率会不 同。 因此， 超音波探头接收到的光声信号跟物体受到激光 刺激时发出的声场不同 时， 需要电脑对信息做后端重组并调整放大倍率及 声程差以产生二维影像， 因此 难以提升最终成像品质 ,使得光声影像的解析度略差于传统超音波影� �的解析度。 发明内容

根据本发明的一方面， 提出一种结合超音波与光声影像的成像装置， 包括一 脉冲激光产生单元、 一脉冲激光扫描单元、 一超音波产生单元、 一超音波成像处 理单元以及一对焦点计算单元。 脉冲激光产生单元用以发射一脉冲激光。 脉冲激 光扫描单元用以控制脉冲激光的照射位置。 超音波产生单元用以发射一超音波。 超音波成像处理单元用以侦测脉冲激光的照射 点所发出的一光声信号， 并接收超 音波的回波与光声信号产生的波束， 以转换为二维影像。 对焦点计算单元用以计 算超音波的对焦点座标， 并将对焦点座标的信号传送至脉冲激光扫描单 元与超音 波成像处理单元， 以同步调整脉冲激光的照射位置。 根据本发明的另一方面， 提出一种结合超音波与光声影像的成像方法， 包括 下列步骤。 发射一超音波。 接收超音波的回波， 以进行超音波的成像处理。 计算 超音波的对焦点座标， 以同步计算一脉冲激光的照射点。 对应调整脉冲激光的照 射位置。 发射脉冲激光， 侦测脉冲激光的照射点所发出的一光声信号， 并接收光 声信号产生的波束， 以得到二维影像。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解 ， 下文特举实施例， 并配合所 附附图， 作详细说明如下： 附图说明

图 1为本发明一实施例的结合超音波与光声影像� �成像装置的示意图； 图 2为探头放置于待测物上的示意图；

图 3A及图 3B分别为控制脉冲激光的照射位置的二实施例� ��

图 4为本发明一实施例的结合超音波与光声影像� �成像方法的流程示意图。 主要元件符号说明

10: 待测物

100 结合超音波与光声影像的成像装置

110 超音波产生单元

112 发送波束成型器

114 脉冲器

120 超音波成像处理单元

122 接收波束成型器

123 成像单元

124 模拟前端元件

126 发送 /接收开关

128 探头

130 脉冲激光产生单元

132 激光头

140 脉冲激光扫描单元

142 驱动器 144: 反射镜组

150: 对焦点计算单元

160: 影像分析单元

L: 脉冲激光

R: 照射点

PA: 光声信号

U: 超音波

υ': 声波信号

F: 对焦点 具体实施方式

本实施例公开的结合超音波与光声影像的成像 方法及成像装置， 是控制脉冲 激光的照射位置以得到接近传统超音波具有的 发射聚焦效果。 也就是说， 先发射 超音波以设定超音波的接受对焦点的座标， 再将对焦点座标的信号同时传送至脉 冲激光扫描单元与超音波成像处理单元，以对 应调整脉冲激光的照射位置。 因此， 超音波探头接收到的声波信号即为对焦点受到 激光刺激时发出的光声信号， 非常 接近传统超音波具有的发射聚焦效果， 故可提升光声影像的成像品质。

以下是提出各种实施例进行详细说明， 实施例仅用以作为范例说明， 并非用 以限缩本发明欲保护的范围。 第一实施例

请参照图 1 , 其绘示依照本发明一实施例的结合超音波与光 声影像的成像装 置 100的示意图。 此成像装置 100可包括一超音波产生单元 110、 一超音波成像 处理单元 120、 一脉冲激光产生单元 130、 一脉冲激光扫描单元 140、 一对焦点计 算单元 150以及一影像分析单元 160。

超音波产生单元 110包括一发送波束成型器 112与一脉冲器 114。 超音波成 像处理单元 120包括一接收波束成型器 122、 一成像单元 123、 一模拟前端元件 124、 一发送 /接收开关 126与一探头 128。 如图 2所示， 探头 128放置于待测物 10上， 以将超音波产生单元 110发射的一超音波 U传递至待测物 10, 并接收超 音波 U的对焦点 F所回传的一声波信号 U，。 此声波信号 U，可经由模拟前端元件 124的信号处理传送至接收波束成型器 122,再由接收波束成型器 122进行波束成 型演算以得到一回波影像。此回波影像可经由 亮点模式（B-mode )的成像单元 123 将回传的声波强弱以明暗程度表示， 以转换为具有灰阶效果的二维影像。

在一实施例中， 影像分析单元 160用以分析超音波 U的回波影像， 以供使用 者选择一兴趣区域（Region of interest ), 使脉冲激光 L照射在兴趣区域上。 也就 是说， 兴趣区域可由影像分析单元 160根据系统预设值计算而来决定， 或是由使 用者自行输入来决定。 在本实施例的图 1中， 兴趣区域与对焦点计算单元 150可 分开或合成为一个单元。

对焦点计算单元 150用以计算超音波 U的对焦点 F座标，并将对焦点 F座标 的信号同时传送至脉冲激光扫描单元 140与超音波成像处理单元 120。

请参照图 3A,在一实施例中，脉冲激光扫描单元 140例如具有一驱动器 142, 而脉冲激光产生单元 130具有一激光头 132, 用以发射一脉冲激光 L。驱动器 142 带动激光头 132移动， 以控制脉冲激光 L的照射位置。 请参照图 3B, 在另一实 施例中， 脉冲激光扫描单元 140例如具有一可移动或可旋转的反射镜组 144, 可 使脉冲激光 L经由反射镜组 144调整其照射位置。 也就是说， 脉冲激光 L的照射 位置可根据超音波 U的对焦点 F座标同步调整。 此外， 超音波成像处理单元 120 也可根据对焦点 F座标来计算声程差， 以进行波束成型演算。

请参照图 1 , 超音波成像处理单元 120的探头 128用以侦测脉冲激光 L的照 射点 R所发出的一光声信号 PA, 并接收光声信号 PA产生的波束。 此光声信号 PA为一点声源，可经由模拟前端元件 124的信号处理传送至接收波束成型器 122, 再由接收波束成型器 122进行波束成型演算以得到一光声影像。 此光声影像可经 由成像单元 123转换为具有假彩色效果的二维影像，以反应 待测物 10中特定分子 以及物质的分布。

请参照图 4, 其绘示依照本发明一实施例的结合超音波与光 声影像的成像方 法的流程示意图。 以下的元件标号请参照图 1及图 2的说明。 首先， 在步骤 S11 中， 发射一超音波 U。 在步骤 S12中， 接收超音波 U的回波， 以进行超音波的成 像处理。 也就是说， 探头 128将超音波 U传递至待测物 10, 并接收超音波 U的 对焦点 F所回传的一声波信号 U，。 在步骤 S13及 S14中， 对超音波 U的回波影 像进行成像分析， 以决定一兴趣区域。 兴趣区域可根据系统预设值自动来决定， 如步骤 S15所示； 或是兴趣区域可由使用者自行输入来决定， 如步骤 S16所示。 接着， 在步骤 S17中， 计算超音波 U的对焦点 F座标， 并根据超音波 U的 对焦点 F座标同步计算一脉冲激光 L的照射点 R。 在步骤 S18中， 当调整完脉冲 激光 L的照射位置之后， 例如移动激光头 132、 移动反射镜组 144或旋转反射镜 组 144, 进行步骤 S19, 以发射脉冲激光 L在待测物 10上。 在步骤 S20中， 利用 探头 128侦测脉冲激光 L的照射点 R所发出的一光声信号 PA, 并接收光声信号 PA产生的波束， 以得到二维影像。

在上述的步骤 S17 ~ S20中， 当探头 128的位置固定而移动脉冲激光 L的照 射位置时， 即可得到不同照射位置的二维影像。 较佳但不限定地， 脉冲激光 L移 动的距离可刚好等于探头 128中感测元件间的间距， 如此可有最佳化的波束成型 准确度。

由上述的说明可知， 本发明通过控制脉冲激光的照射位置以得到接 近传统超 音波的发射聚焦效果，进而提升光声影像的成 像品质，并可降低激光能量的需求。

综上所述， 虽然已结合以上较佳实施例公开了本发明， 然而其并非用以限定 本发明。本发明所属技术领域中熟悉此技术者 ，在不脱离本发明的精神和范围内， 可作各种的更动与润饰。 因此， 本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定 的 为准。