[发明专利]用于物体的层析光声成像的手持装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的、用于物体的光声成像的手持装置和方法。

背景技术

光声成像是以光声效应为基础的，其中，根据光声效应，由于物体（例如生物组织）对电磁辐射的吸收和物体随后的热弹性膨胀而应生成超声波。

生物组织的光声成像基于取决于光谱的光吸收来提供高空间分辨率和丰富对比度的唯一结合。因此诸如多光谱光声层析成像（MSOT）的技术能够通过在多个光波长上激发组织来同时给出解剖的、功能性的和分子对比的图像，从而使在分子成像和诊断、药物开发和治疗监视中的极具潜力的应用成为可能。

US2008/0071172A1公开了一种将脉冲回波超声成像与光声成像结合的装置，其包括常规线性超声探头与到该常规线性超声探头的附件，其中所述附件包括用于在物体中激发光声信号的照明组件以及可选地被配置为用于光声感应信号的检测的另一组超声检测元件。当所述装置的一般目标为脉冲回波超声和光声成像的结合时，不能确保从物体内或上的感兴趣区域获取尤其具有高信噪比、量化和空间分辨率的高质量的光声图像。

本发明的一个目标是提供一种允许物体的改善并且可靠的光声成像的手持装置以及相应的方法，具体而言允许以简单并且可靠的方法从物体上或内的感兴趣区域获取尤其具有高信噪比的高质量光声图像。

发明内容

通过根据独立权利要求的方法和手持装置来实现该目标。

根据本发明的用于物体的光声成像的手持装置包括用于利用电磁辐射特别是光对物体进行照射的照射单元和用于检测在利用电磁辐射的照射之后在物体中生成的声波特别是超声波的检测器单元，其中，检测器单元包括检测器元件阵列。该手持装置进一步包括凹部，其中，在该凹部中提供该照射单元和检测器元件阵列，其中，在该凹部中设置该检测器元件，以使得至少一部分检测器元件的表面法线指向物体上或内的感兴趣区域。

在根据本发明的用于物体的光声成像的方法中，通过照射单元利用电磁辐射特别是光来照射物体，并且在利用电磁辐射的照射之后在物体中生成并且通过检测器元件阵列来检测声波特别是超声波，其中，在凹部中提供该照射单元和检测器元件阵列，其中在凹部中设置检测器元件以使得至少一部分的检测器元件的表面法线指向物体上或内的感兴趣区域。

术语“手持装置”在本发明的含义中的涉及被适配为通过利用手指和/或手紧握而被抓住和握住的任何光声成像装置，以便将该手持装置定位到被研究的物体上和/或相对于被研究物体用手移动手持装置，具体而言通过将手持装置定位在物体外部表面例如病人的皮肤上或沿着该物体外部表面移动手持装置。术语“手持装置”还涉及这样一种光声成像设备，其中，仅仅该光声成像设备的组件特别是包括照射单元和/或检测器单元的手持探头被适配为通过利用手指和/或手握紧来被抓住和握住以用于相同目的。优选地，发明的含义中的手持装置或相应的手持探头在宽度和/或深度和/高度上小于15cm。术语“手持装置”进一步涉及被设计为在手持装置或手持探头的任何方向上分别获取层析成像光声图像的任意光声成像装置。例如，当从物体获取图像时，手持装置或探头的方向可以从垂直向下改变成成垂直向下，其中包括垂直向上和垂直向下之间的所有方向特别是包括水平方向。

本发明基于该方法为手持的光声成像装置提供凹部，其中，在该凹部中设置照射单元和检测器单元，其中，检测器单元优选地包括超声传感器（即检测器元件）的弯曲阵列，并且其中，该手持装置的以下元件或参数中的至少一个被设计或选择为使得能够以简单并且可靠的方法获取来自物体内或上的感兴趣区域的高质量光声图像：凹部的形状、凹部相对于物体的位置、凹部内的照射单元的设置、检测器元件阵列的形状、凹部内检测器元件阵列的设置和/或至少一部分检测元件的表面法线方向。具体而言，检测器元件的表面法线方向指向物体内或上的感兴趣区域，其中，该表面法线方向对应于检测器元件对于超声波具有最高灵敏度的方向。优选地，检测器元件的表面法线在位于感兴趣区域中的交点或相交区域中相交，其中，将要从该感兴趣区域获取图像。而且，设计照射单元被设置在凹部中并且被设计为使得被电磁辐射照射的物体内或上的区域与感兴趣区域和/或检测元件法线的交点或相交区域重合或重叠。通过这种方法，可以确保能够从物体内的不同深度获取带有改善的信噪比的图像。

总之，本发明允许通过具有总体简单但仍然有效设计的手持装置来获取物体的高质量光声图像。