[发明专利]癌症光热超声图像检查装置和技术

权利要求书

1.癌症光热超声检查装置和技术是由超声换能块与红外发射管组成的探测头(1)，超声发射控制器(2)，同步发生器(3)，扫描控制器(4)，扫描驱动器(5)，超声接收器(6)，检波器(7)，视频检测与放大器(8)，视频同步间隙驱动器(9)，红外光发射控制器(10)，数字扫描变换DSC电路与图像处理器(11)，D/A转换(12)，放大器(13)，显示器(14)所组成，其中超声换能块与红外发射管组成的探测头(1)是超声换能块与红外发射管综合组装的探头，受同步发生器(3)，超声发射控制器(2)以及扫描控制器(4)，扫描驱动器(5)等控制对人体体内器官发射超声波，红外光发射也从是超声换能块与红外发射管组成的探测头(1)发射，受视频同步间隙驱动器(9)，红外光发射控制器(10)控制，超声与红外光都进行线形、扇形或其他形式的扫描，红外光照射可激发人体肿瘤组织被靶向定位的荧光素生色团产生光热效应，改变组织的超声传输的声阻抗，超声在传输中遇到不同声阻抗的二种组织的交界面即有超声反射回来，在超声接收器(6)进行接收，经过检波器(7)后把接收到的回声，以光点显示，光点的灰度等级代表回声的强弱，在视频检测与放大器(8)中形成视频格式图像，通过数字图像进入数字扫描变换DSC电路与图像处理器(11)变换和处理，然后再经过D/A转换(12)与放大器(13)，最后在显示器(14)进行显示，形成一幅人体的光热超声的断层图像，在进行癌症光热超声检查检测时，人体肿瘤组织中起光热效应的荧光素生色团是注射具有癌症靶向功能的荧光素(药物)来实现的，具有肿瘤靶向定位功能的素光素会在癌症组织积存，在红外光与超声共同作用就能测到光热超声图像。

2.根据权利要求1所述的装置和技术，在检测癌症光热超声检查图像中能识别出癌症发生部位和大小，是通过图像对比来实现的，利用超声换能块与红外发射管组成的探测头(1)在超声连续发射而红外光脉冲工作的条件下，得到二种不同的视频图像，其中有红外光不发射只有超声发射所得到的纯超声图像，以及有超声与红外光共同发射所得到的光热超声图像，然后将两种图像输入到视频数字扫描变换DSC电路与图像处理器(11)后，由于在光热超声视频中受到癌症组织中的荧光素的生色团的吸收红外光的光能，并通过分子振动和热弹性膨胀转化为热能，使癌症组织温度迅速上升，提高了癌症组织部位的超声回波的反射率，导致光热超声图像中癌症组织图像像素的光点灰度等级提高而变亮，与单纯超声作用的超声视频存在明显差异，这些差异在数字扫描变换DSC电路与图像处理器(11)中进行DSC、视频分离、整形、像素分析等一系列处理后将产生光热效应组织像素检出，用伪彩色标明在光热超声视频图像上，形成能够明确癌症发生部位和范围癌症光热超声断层检查图像。

3.根据权利要求1所述的装置和技术，癌症组织中能够被红外光激发而产生光热效应的生色团，本发明采用的如下3类能够靶向到肿瘤组织的荧光素，其中：有采用6-氨基巳酸辅助水热法合成出表面氨基功能将有上转换发光特性的稀土与叶酸(FA)连接后，能与叶配受体阳性表达FR(+)的肿瘤进行定位的靶向基团；有吲哚菁绿(ICG)荧光染料，用它的纳米颗粒表面连接特异性的靶向基团；还有采用能通过人体生理代谢功能差异而潴留在肿瘤中的卟啉类衍生物光敏剂等来实现在癌组织中在红外光激发下产生光热效应。

4.根据权利要求1所述的装置和技术，基于在癌症光热超声图像检查中使用的能被红外光激发而产生光热效应的生色团可以有其它的选择，可用其它具有肿瘤靶向功能和在光激发而产生光热效应的生物制品、化学制品、医学药物和试剂和荧光素所代替。

5.根据权利要求1所述的装置和技术，超声换能块与红外发射管组成的探测头(1)由换能块和电子开关控制器、红外光发射管、外壳、电缆和插头组成，其中换能管通常由压电陶瓷构成，担负电声转换的作用，也即发射超声和接收超声的作用，红外光发射管是；采用LED红外光管或半导体激光管，与超声换块阵列紧靠安装在一起有相同的排列和相同视野范围。

6.根据权利要求1所述的装置和技术，安装在超声换能块与红外发射管组成的探测头(1)的红外光驱动符合荧光素产生光热效应激发的要求，在其700-990nm波长范围选择LED红外发射管或半导体激光管。