[發明專利]激光誘導超聲波裝置和方法

有效

• 申請號: 201380026661.5
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN104334088B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 姜誠贊;金云培;金鐘碩;尹容燮
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: A61B8/14
• 分類號: A61B8/14;G01N21/31;H01S3/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 侯廣,錢大勇

技術領域

一個或多個實施例涉及激光誘導超聲波裝置和方法，包括產生一個或多個圖像的激光誘導超聲波裝置和方法。

背景技術

當激光束照射液體材料或固體材料時，液體或固體材料分別吸收光能量，因而立即產生熱能。由于熱彈性現象，這種熱的產生還產生聲波，例如，超聲波。這里，不同的材料的分別的吸收和熱彈性系數也可以相對于照射在各種材料上的光能的波長而變化。因此，當以相同的光能量照射不同的材料時，各種不同的材料可以產生具有不同壓強量值的超聲波。這樣產生的超聲波可以用來分析所選材料、非破壞性診斷、光聲斷層成像等。

特別地，根據光能照射人體內組織時產生的光波長，功能性分析組織不同的吸收值，光聲斷層成像技術可以呈現出具體的功能圖像，以有利于診斷。

發明內容

技術問題

然而，雖然例如當特定組織被光能照射時可以產生這些分別的功能圖像或光聲圖像，不能基于照射特定組織或多個組織的光能產生用于聲學分析的聲學圖像或解剖學圖像，因為只有從專門選擇的組織的照射產生的聲波的壓強量值可以是可測量的、可靠的、或者可用于聲學分析。這是因為，組成人體的大多數材料具有低光能吸收系數，所以除了像血管這樣具有相對大的光能吸收系數的特定組織之外，對低光能吸收系數的組織產生的壓強量值相對較小。

因此，當它們分別產生小壓強量值聲波時，難以區分不同的低光能吸收系數組織，尤其是考慮由低熱能吸收系數組織產生的相對較小壓強量值聲波的檢測分辨率和潛在實質相似性。因此，基于熱彈性現象難以產生可以用于例如基于超聲影像的診斷的聲學診斷的解剖學圖像，所以例如直接照射人體中的組織的光能照射只能產生功能圖像或光聲圖像。

因此，對于基于功能分析和解剖學分析的診斷，有必要將二者獨立開來，即，使用不同的聲學產生裝置或元件和技術，產生用于功能分析的光聲斷層成像圖像和用于解剖學分析的解剖學圖像。

解剖學圖像通常基于聲波，例如，由壓電設備產生、發送到人體組織并反射的超聲波。然而，當使用壓電裝置產生超聲波時，所產生的超聲波的特性(如中心頻率和帶寬)被固定，因為所產生的超聲波的中心頻率和帶寬由壓電裝置的固定的厚度定義。因此，有必要用分開的壓電設備探測器來產生具有不同中心頻率和帶寬的超聲波，例如，分別用于不同的診斷區域。

解決方案

一個或多個實施例包括使用激光誘導超聲波來同時獲得用于解剖學分析的圖像和用于功能性分析的圖像的裝置和方法。

一個或多個實施例包括一種激光誘導超聲波裝置，該裝置包含：激光源，用于產生激光束，并用所產生的激光束分別照射目標物體和熱彈性材料；該熱彈性材料，用于在該激光束照射該熱彈性材料后產生第一聲波，然后發送第一聲波至該目標物體；以及接收單元，用來接收和轉換從該目標物體反射的第一聲波的回聲聲波，并接收和轉換通過激光束照射該目標物體產生的第二聲波。

一個或多個實施例包括一種激光誘導超聲波方法，該方法包括：產生激光束并用產生的激光束照射目標物體和熱彈性材料；接收和轉換來自該目標物體的回聲聲波，該回聲聲波作為該熱彈性材料被激光束照射后從該熱彈性材料向該目標物體發送的第一聲波的反射；以及接收和轉換該目標物體被激光束照射后從該目標物體發送的第二聲波。

其他方面將在后面的描述中分別闡述，某些部分將在描述中出現，或者從實施例的實踐中習得。

發明的有益效果

根據一個或多個上述實施例，該激光誘導超聲波裝置可以根據被來自激光源的激光束照射的材料而產生具有不同性質的超聲波，因此可以同時獲得用于功能分析的圖像和用于解剖學分析的圖像。

此外，在一個或多個實施例中，該激光誘導超聲波裝置可以用單個激光束產生超聲波，因此可以同時產生用于解剖學分析的圖像和用于功能分析的圖像，致使與使用電信號/聲波換能器的常規超聲波裝置相比簡化了裝置和方法。

此外，在一個或多個實施例中，可以通過根據被激光束照射、而且向其發送由激光束照射熱彈性材料產生的聲波的目標物體的類型調整單個激光束的特性來產生超聲波，這樣與傳統的需要使用一個或多個電信號/聲波換能器產生超聲波相比，得到了更容易和更簡單的方法。

附圖說明

為了更全面地理解本公開及其優點，現在結合附圖給出以下說明：

圖1a是示出根據一個或多個實施例的根據選擇性改變的激光束脈沖寬度的激光誘導超聲波的壓強量值的曲線圖；

圖1b是示出根據一個或多個實施例的根據選擇性改變的激光束脈沖流量密度的激光誘導超聲波的壓強量值的曲線圖；