[發明專利]用于物體的層析光聲成像的手持裝置和方法

有效

• 申請號: 201310675016.8
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103860140A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 馬爾欽·卡茨普羅維茲
• 申請（專利權）人: 埃索拉醫療有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊生平;鐘錦舜

技術領域

本發明涉及根據獨立權利要求的、用于物體的光聲成像的手持裝置和方法。

背景技術

光聲成像是以光聲效應為基礎的，其中，根據光聲效應，由于物體（例如生物組織）對電磁輻射的吸收和物體隨后的熱彈性膨脹而應生成超聲波。

生物組織的光聲成像基于取決于光譜的光吸收來提供高空間分辨率和豐富對比度的唯一結合。因此諸如多光譜光聲層析成像（MSOT）的技術能夠通過在多個光波長上激發組織來同時給出解剖的、功能性的和分子對比的圖像，從而使在分子成像和診斷、藥物開發和治療監視中的極具潛力的應用成為可能。

US2008/0071172A1公開了一種將脈沖回波超聲成像與光聲成像結合的裝置，其包括常規線性超聲探頭與到該常規線性超聲探頭的附件，其中所述附件包括用于在物體中激發光聲信號的照明組件以及可選地被配置為用于光聲感應信號的檢測的另一組超聲檢測元件。當所述裝置的一般目標為脈沖回波超聲和光聲成像的結合時，不能確保從物體內或上的感興趣區域獲取尤其具有高信噪比、量化和空間分辨率的高質量的光聲圖像。

本發明的一個目標是提供一種允許物體的改善并且可靠的光聲成像的手持裝置以及相應的方法，具體而言允許以簡單并且可靠的方法從物體上或內的感興趣區域獲取尤其具有高信噪比的高質量光聲圖像。

發明內容

通過根據獨立權利要求的方法和手持裝置來實現該目標。

根據本發明的用于物體的光聲成像的手持裝置包括用于利用電磁輻射特別是光對物體進行照射的照射單元和用于檢測在利用電磁輻射的照射之后在物體中生成的聲波特別是超聲波的檢測器單元，其中，檢測器單元包括檢測器元件陣列。該手持裝置進一步包括凹部，其中，在該凹部中提供該照射單元和檢測器元件陣列，其中，在該凹部中設置該檢測器元件，以使得至少一部分檢測器元件的表面法線指向物體上或內的感興趣區域。

在根據本發明的用于物體的光聲成像的方法中，通過照射單元利用電磁輻射特別是光來照射物體，并且在利用電磁輻射的照射之后在物體中生成并且通過檢測器元件陣列來檢測聲波特別是超聲波，其中，在凹部中提供該照射單元和檢測器元件陣列，其中在凹部中設置檢測器元件以使得至少一部分的檢測器元件的表面法線指向物體上或內的感興趣區域。

術語“手持裝置”在本發明的含義中的涉及被適配為通過利用手指和/或手緊握而被抓住和握住的任何光聲成像裝置，以便將該手持裝置定位到被研究的物體上和/或相對于被研究物體用手移動手持裝置，具體而言通過將手持裝置定位在物體外部表面例如病人的皮膚上或沿著該物體外部表面移動手持裝置。術語“手持裝置”還涉及這樣一種光聲成像設備，其中，僅僅該光聲成像設備的組件特別是包括照射單元和/或檢測器單元的手持探頭被適配為通過利用手指和/或手握緊來被抓住和握住以用于相同目的。優選地，發明的含義中的手持裝置或相應的手持探頭在寬度和/或深度和/高度上小于15cm。術語“手持裝置”進一步涉及被設計為在手持裝置或手持探頭的任何方向上分別獲取層析成像光聲圖像的任意光聲成像裝置。例如，當從物體獲取圖像時，手持裝置或探頭的方向可以從垂直向下改變成成垂直向下，其中包括垂直向上和垂直向下之間的所有方向特別是包括水平方向。

本發明基于該方法為手持的光聲成像裝置提供凹部，其中，在該凹部中設置照射單元和檢測器單元，其中，檢測器單元優選地包括超聲傳感器（即檢測器元件）的彎曲陣列，并且其中，該手持裝置的以下元件或參數中的至少一個被設計或選擇為使得能夠以簡單并且可靠的方法獲取來自物體內或上的感興趣區域的高質量光聲圖像：凹部的形狀、凹部相對于物體的位置、凹部內的照射單元的設置、檢測器元件陣列的形狀、凹部內檢測器元件陣列的設置和/或至少一部分檢測元件的表面法線方向。具體而言，檢測器元件的表面法線方向指向物體內或上的感興趣區域，其中，該表面法線方向對應于檢測器元件對于超聲波具有最高靈敏度的方向。優選地，檢測器元件的表面法線在位于感興趣區域中的交點或相交區域中相交，其中，將要從該感興趣區域獲取圖像。而且，設計照射單元被設置在凹部中并且被設計為使得被電磁輻射照射的物體內或上的區域與感興趣區域和/或檢測元件法線的交點或相交區域重合或重疊。通過這種方法，可以確保能夠從物體內的不同深度獲取帶有改善的信噪比的圖像。

總之，本發明允許通過具有總體簡單但仍然有效設計的手持裝置來獲取物體的高質量光聲圖像。