[发明专利]光声成像设备

权利要求书

1.一种用于使组织成像的系统，包括：

(i)电磁辐射源；

(ii)外壳，其包括多个声换能器；

(iii)支撑结构，其包括用于保持组织的部分；以及

(iv)腔，其在所述外壳和所述支撑结构之间，用于容纳声耦合介质；

其中，来自所述源的电磁辐射足以诱发在位于所述支撑结构中的所述组织中的热声响应，并且所述多个声换能器被定位成接收来自所述组织的所述热声响应的超声波，以及

其中，(a)用于保持所述组织的所述部分具有小于250微米的厚度，并且所述部分的声阻抗匹配所述组织，或(b)所述部分允许所述组织和所述声耦合介质之间的接触。

2.如权利要求1所述的系统，还包括被定位成监测所述支撑结构中的所述组织的光学相机。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述相机对从300到1064纳米的光敏感。

4.如权利要求1所述的系统，还包括用于使所述外壳相对于所述支撑结构旋转的机电运动控制系统。

5.如权利要求4所述的系统，其中，所述运动控制系统能够以1度或更少的离散运动旋转。

6.如权利要求1所述的系统，还包括用于采集和存储由所述多个换能器接收的热声响应信号的数字采集系统。

7.如权利要求1所述的系统，还包括用于维持所述腔中的声耦合介质的规定温度的温度监测和控制系统。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述规定温度在30和39℃之间。

9.如权利要求1所述的系统，还包括用于测量所述电磁辐射的能量的脉冲能量监测器。

10.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个换能器的一部分能够将超声波传输到所述组织中，并且所述多个换能器的一部分能够接收从所述组织发射的超声波，其中，所述系统还能够产生所述组织的超声图像。

11.如权利要求1所述的系统，其中，所述外壳被定位在所述源和所述支撑结构之间，并且所述外壳还包括窗口，来自所述源的电磁辐射穿过所述窗口到达所述支撑结构。

12.如权利要求1所述的系统，还包括多个电磁辐射源，其中，来自每个源的电磁辐射足以诱发在位于所述支撑结构中的所述组织中的热声响应，并且其中，所述多个源被定位成照射所述组织的不同部分。

13.如权利要求1所述的系统，其中，所述支撑结构使所述组织和所述腔中的声耦合介质分开。

14.如权利要求1所述的系统，还包括被布置在所述腔中并具有1450-1600米/秒的声速的声耦合介质。

15.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个声换能器包括至少128个。

16.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个声换能器的每个具有1至30MHz的中心频率和大于50％的带宽。

17.如权利要求1所述的系统，其中，所述外壳包括球形内表面。

18.如权利要求17所述的系统，其中，所述多个声换能器被定位在所述外壳的所述内表面上，以便每个换能器的最大灵敏度的轴线与球体的形心相交。

19.如权利要求17所述的系统，其中，所述内表面具有80-150毫米的半径。

20.如权利要求17所述的系统，其中，所述外壳是具有圆柱形部分的半球，该圆柱形部分从所述球体赤道延伸以适应因将所述组织引入到所述支撑结构而造成的声耦合介质的移位。

21.如权利要求1所述的系统，其中，所述源以大于1赫兹的脉冲速率产生一个或多个脉冲的脉冲序列，每个脉冲具有小于500纳秒的单独的脉冲长度。

22.如权利要求21所述的系统，其中，每个脉冲的能量大于0.03mJ。

23.如权利要求1所述的系统，其中，所述电磁辐射是红外线、可见光、紫外线、射频或微波。

24.如权利要求1所述的系统，还包括用于从所述热声响应生成所述组织的图像的计算机。

25.如权利要求1所述的系统，还包括用于从所述热声响应生成所述组织的体积表示的计算机。