[发明专利]用于生成和集成小型照明方案的设备、系统和方法

说明书

技术领域

本公开总体涉及光声(PA)成像领域。更具体而言，本公开的示例性 实施例涉及用于生成非常小型的照明方案的设备、系统和方法，由此来诱 生PA波。本公开的示例性实施例还涉及用于生成小型且便携式的集成换能 器照明阵列(transducer illumination array TIA)的设备、系统和方法。

背景技术

光声(PA)成像是非侵入的医学成像技术，可以用来检测血管和皮肤 病，例如皮肤癌和乳腺癌。(如由A.G.Bell首先在1880年报告的)PA效应 源于其中目标样本由于吸收光而变热，导致在材料及其周围的压力和/或体 积增加。通过调制光的强度，所产生的压力和/或体积的周期性变化可被检 测为超声波(US)。使用各个数学方程式可以将US波最终转换为目标样本 的近实时的二维或三维图像。从而，PA成像在对目标样本相对几乎无害的 情况下提供了相对廉价且有效的近实时高对比度成像。

用于PA成像的现有设备、系统和方法通常使用单个低能近红外激光器 来使用单个US换能器照亮目标样本。例如参见Oraevsky和Karabutov的 “Optoacoustic Tomography”，生物医学光子学手册，P 34-1，2003年，CRC 出版社LLC，“Ultrasound-mediated biophotonic imaging：A review of acousto -optical tomography and photo-acoustic tomography”Disease Makers 19，第 123-138页(2003-2004年)；Rosencwaig的美国专利4,255,971 “Thermoacoustic Microscopy”；Nagata和Koda的美国专利5,070,733 “Photoacoustic Imaging Method”；Oraevsky等人的美国专利5,840,023 “Optoacoustic Imaging for Medical Diagnosis”；Vo-Dinh等人的美国专利 6,212,421“Method and Apparatus of Spectro-Acoustically Enhanced Ultrasonic Detection for Diagnostics”；Unger和Wu的美国专利5,977,538 “Optoacoustic Imaging System”；Kanayama等人的美国专利6,979,292 “Method and Apparatus for Forming an Image that shows information about a subject”；MacKenzie等人的美国专利6,833,540“System for measuring a biological parameter by means of photoacoustic interaction”；和Nagar等人的 美国专利6,846,288“Photoacoustic Assay and Imaging System”。

值得注意的是，现有技术的教导并没有提供用于有选择地照亮US换能 器阵列下方的目标样本的合适手段。例如Niederhauser等人公开了一种用于 US换能器阵列的玻璃棱镜照明方案，其不够小型化和/或不易便携并因此在 用于现场PA成像应用时很不实用。[参见Niederhauser等人的IEEE Transactions on Medical Imaging，第24卷，第4号，第436页，2005年4 月]。另外，现有的照明方案不能控制照亮的图案或几何结构和/或不能将不 同的照明图案和几何结构与市场上的各种换能器/换能器阵列相匹配。

一般说来，需要一种用于生成/提供小型照明方案的设备、系统和方法。 此外，需要用于生成/提供可控制图案和/或几何结构的小型照明方案的设 备、系统和方法。实际上，生成可动态控制的照明方案是特别有益的。另 外，需要一种设备、系统和方法，用于将这样的照明方案与一个或多个超 声波换能器/超声波换能器阵列紧凑地集成。

在此所述公开的设备、系统和方法满足了这些和其它需要。

发明内容