光声远程感测（PARS）和相关的使用方法技术

一种用于对样本中的次表面结构进行成像的光声远程感测系统(PARS)，包括：一个或更多个激光源、光学系统以及多个检测器，该一个或更多个激光源被配置为生成多个激发光束以及多个探询光束，该激发光束被配置为于在激发位置处在样本中生成压力信号，该多个探询光束在激发位置处入射在样本上，多个探询光束的一部分从样本返回，该部分指示所生成的压力信号；该光学系统被配置为将多个激发光束聚焦在第一焦点处、以及将多个探询光束聚焦在第二焦点处，第一焦点和第二焦点在样本的表面以下；每个检测器均被配置为检测多个探询波束中的至少一个的返回部分。少一个的返回部分。少一个的返回部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光声远程感测(PARS)和相关的使用方法


[0001]本申请涉及生物医学光学成像领域，具体地涉及用于生物组织的体内或体外非接触成像的基于激光和超声的方法和系统。

技术介绍

[0002]光声成像是提供具有高空间分辨率的光学对比度的新兴的混合成像技术。射入到组织中的纳秒或皮秒激光脉冲发出热
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弹性
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诱导的声波，检测并重构该热
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弹性
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诱导的声波以形成高分辨率图像。光声成像已发展成多个实施例，包括光声层析成像(PAT)、光声显微成像(PAM)、光学分辨率光声显微成像(OR
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PAM)和基于阵列的PA成像(阵列
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PAI)。在光声层析成像(PAT)中，从多个换能器位置收集信号并重构该信号以类似于X射线CT的方式形成层析图像。在PAM中，典型地，使用单个元件聚焦的高频超声换能器来收集光声信号。针对机械扫描的轨迹中的每个位置记录根据时间(深度)变化的光声信号以形成3
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D光声图像。可在每个x
‑/>y扫描位置处确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对样本中的次表面结构进行成像的光声远程感测系统(PARS)，包括：一个或更多个激光源，所述一个或更多个激光源被配置为生成多个激发光束，所述多个激发光束被配置为在激发位置处在所述样本中生成压力信号；其中，所述一个或更多个激光源还被配置为生成在所述激发位置处入射在所述样本上的多个探询光束，所述多个探询光束的一部分从所述样本返回，所述部分指示所生成的压力信号；光学系统，所述光学系统被配置为将所述多个激发光束聚焦在第一焦点处、以及将所述多个探询光束聚焦在第二焦点处，所述第一焦点和所述第二焦点在所述样本的表面以下；以及多个检测器，每个检测器均被配置为检测所述多个探询光束中的至少一个的返回部分。2.根据权利要求1所述的PARS，其中，所述一个或更多个激光源是多个激光源。3.根据权利要求1所述的PARS，其中，所述多个激发光束中的每一个均具有不同的波长。4.根据权利要求3所述的PARS，其中，所述多个激发光束包括：近红外光束；短波红外光束；UVC光束；UVB光束；UVA光束；以及可见光。5.根据权利要求1所述的PARS，其中，所述多个激发光束被配置为顺序地传递到所述样本上。6.根据权利要求1所述的PARS，其中，所述多个激发光束被配置为同时传递到所述样本上。7.根据权利要求1所述的PARS，其中，所述第一焦点和所述第二焦点在所述样本的表面以下50nm至8mm的深度处。8.根据权利要求1所述的PARS，其中，所述PARS用于以下应用中的一个或更多个：对组织学样本进行成像；对细胞核进行成像；对蛋白质进行成像；对细胞色素进行成像；对DNA进行成像；对RNA进行成像；对脂质进行成像；血氧饱和度的成像；肿瘤缺氧的成像；伤口愈合、烧伤诊断或手术的成像；微循环的成像；
血液氧合参数成像；估计流入和流出组织区的血管中的血流；分子特异性靶标的成像；对临床前肿瘤模型的血管生成进行成像；微循环和大循环以及着色细胞的临床成像；眼睛的成像；增强或替换荧光素血管造影术；对皮肤病变进行成像；对黑素瘤进行成像；对基底细胞癌进行成像；对血管瘤进行成像；对牛皮癣进行成像；对湿疹进行成像；对皮炎进行成像；对莫氏手术进行成像；验证肿瘤边缘切除的成像；对外周血管疾病进行成像；对糖尿病性和/或压力性溃疡进行成像；烧伤成像；整形手术；显微手术；循环肿瘤细胞的成像；对黑色素瘤细胞进行成像；对淋巴结血管生成进行成像；对光动力疗法的响应进行成像；对具有血管消融机制的光动力疗法的响应进行成像；对化学疗法的响应进行成像；对抗血管生成药物的响应进行成像；对放射疗法的响应进行成像；使用多波长光声激发来估计氧饱和度；在不能使用脉搏血氧定量法的情况下估计静脉氧饱和度；估计脑静脉氧饱和度和/或中心静脉氧饱和度；估计氧通量和/或氧消耗；对巴雷特的食管和/或结肠直肠癌中的血管床和侵入深度进行成像；在脑手术期间的功能成像；内出血和/或烧灼验证的评估；对器官和/或器官移植的灌注充分性进行成像；对胰岛移植周围的血管生成进行成像；皮肤移植的成像；
评估血管化和/或免疫排斥的对组织支架和/或生物材料的成像；辅助显微手术的成像；避免切割血管和/或神经的引导；在临床或临床前应用中造影剂的成像；前哨淋巴结的鉴别；淋巴结中的肿瘤的非侵入性或最小侵入性鉴别；基因编码报告子的成像，其中所述基因编码报告子包括用于临床前或临床分子成像应用的酪氨酸酶、色蛋白、和/或荧光蛋白；对用于分子成像的主动或被动靶向的光学吸收纳米粒子进行成像；血块的成像；或对血块的年龄进行分级。9.一种用于对样本中的次表面结构进行成像的光声远程感测系统(PARS)，包括：一个或更多个激光源，所述一个或更多个激光源被配置为生成至少一个激发光束，所述至少一个激发光束被配置为在激发位置处在所述样本中生成超声信号，其中，所述至少一个激发光束沿着第一路径被引导至所述样本；其中，所述一个或更多个激光源还被配置为生成至少一个探询光束，所述至少一个探询光束在所述激发位置处入射在所述样本上、以及沿着从所述第一路径偏移的第二路径被引导到所述样本，所述至少一个探询光束的至少一部分从所述样本返回，所述至少一部分指示所生成的超声信号，其中所述至少一个探询光束的返回部分沿着从所述第一路径和所述第二路径中的每一个偏移的第三路径返回；第一光学系统，所述第一光学系统被配置为将所述至少一个激发光束聚焦在第一焦点处；第二光学系统，所述第二光学系统被配置为将所述至少一个探询光束聚焦在第二焦点处，所述第一焦点和所述第二焦点在所述样本的表面以下；以及至少一个检测器，所述至少一个检测器被配置为检测所述至少一个探询光束的至少一个返回部分。10.根据权利要求9所述的PARS，其中，所述第一路径和所述第二路径之间的角度基本上类似于所述第二路径和所述第三路径之间的角度。11.根据权利要求10所述的PARS，其中，所述第一路径和所述第三路径之间的角度基本上类似于所述第一路径和所述第三路径之间的角度。12.根据权利要求9所述的PARS，其中，所述第一焦点和所述第二焦点在所述样本的表面以下50nm至8mm的深度处。13.根据权利要求9所述的PARS，其中，所述PARS用于以下应用中的一个或更多个：对组织学样本进行成像；对细胞核进行成像；对蛋白质进行成像；对细胞色素进行成像；对DNA进行成像；对RNA进行成像；
对脂质进行成像；血氧饱和度的成像；肿瘤缺氧的成像；伤口愈合、烧伤诊断或手术的成像；微循环的成像；血液氧合参数成像；估计流入和流出组织区的血管中的血流；分子特异性靶标的成像；对临床前肿瘤模型的血管生成进行成像；微循环和大循环以及着色细胞的临床成像；眼睛的成像；增强或替换荧光素血管造影术；对皮肤病变进行成像；对黑素瘤进行成像；对基底细胞癌进行成像；对血管瘤进行成像；对牛皮癣进行成像；对湿疹进行成像；对皮炎进行成像；对莫氏手术进行成像；验证肿瘤边缘切除的成像；对外周血管疾病进行成像；对糖尿病性和/或压力性溃疡进行成像；烧伤成像；整形手术；显微手术；循环肿瘤细胞的成像；对黑色素瘤细胞进行成像；对淋巴结血管生成进行成像；对光动力疗法的响应进行成像；对具有血管消融机制的光动力疗法的响应进行成像；对化学疗法的响应进行成像；对抗血管生成药物的响应进行成像；对放射疗法的响应进行成像；使用多波长光声激发来估计氧饱和度；在不能使用脉搏血氧定量法的情况下估计静脉氧饱和度；估计脑静脉氧饱和度和/或中心静脉氧饱和度；估计氧通量和/或氧消耗；对巴雷特的食管和/或结肠直肠癌中的血管床和侵入深度进行成像；
在脑手术期间的功能成像；内出血和/或烧灼验证的评估；对器官和/或器官移植的灌注充分性进行成像；对胰岛移植周围的血管生成进行成像；皮肤移植的成像；评估血管化和/或免疫排斥的对组织支架和/或生物材料的成像；辅助显微手术的成像；避免切割血管和/或神经的引导；在临床或临床前应用中造影剂的成像；前哨淋巴结的鉴别；淋巴结中的肿瘤的非侵入性或最小侵入性鉴别；基因编码报告子的成像，其中所述基因编码报告子包括用于临床前或临床分子成像应用的酪氨酸酶、色蛋白、和/或荧光蛋白；对用于分子成像的主动或被动靶向的光学吸收纳米粒子进行成像；血块的成像；或对血块的年龄进行分级。14.一种用于对样本中的次表面结构进行成像的光声远程感测系统(PARS)，包括：一个或更多个激光源，所述一个或更多个激光源被配置为生成至少一个激发光束，所述至少一个激发光束被配置为在激发位置处在所述样本中生成超声信号；其中，所述一个或更多个激光源还被配置为生成在激发位置处入射在所述样本上的至少一个探询光束，所述至少一个探询光束的至少一部分从所述样本返回，所述至少一部分指示所生成的超声信号；光学系统，所述光学系统被配置为将所述至少一个激发光束聚焦在第一焦点处、以及将所述至少一个探询光束聚焦在第二焦点处，所述第一焦点和所述第二焦点在所述样本的表面以下；以及偏振调制检测器，所述偏振调制检测器被配置为检测至少一个返回部分的偏振调制。15.根据权利要求14所述的PARS，其中，所述第一焦点和所述第二焦点在所述样本的表面以下50nm至8mm的深度处。16.根据权利要求14所述的PARS，其中，所述PARS用于以下应用中的一个或更多个：对组织学样本进行成像；对细胞核进行成像；对蛋白质进行成像；对细胞色素进行成像；对DNA进行成像；对RNA进行成像；对脂质进行成像；血氧饱和度的成像；肿瘤缺氧的成像；伤口愈合、烧伤诊断或手术的成像；
微循环的成像；血液氧合参数成像；估计流入和流出组织区的血管中的血流；分子特异性靶标的成像；对临床前肿瘤模型的血管生成进行成像；微循环和大循环以及着色细胞的临床成像；眼睛的成像；增强或...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕尔森，
申请(专利权)人：易路美索尼克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：