本发明专利技术涉及检查设备和方法，其用于确定物体（１）（例如患者的身体）中的光学系数，特别是确定光学吸收系数（μａ）。所述设备包括超声扫描仪（２０），其用于在利用来自（例如激光器）光源（１０）的加热光束（１１）照射物体（１）之前和之后记录第一和第二脉冲回波。评价单元（３０）基于所述第二和第一脉冲回波之间出现的表观位移确定由物体（１）内部的加热光束（１１）造成的温度升高图（ΔＴ（ｒ））。此外，物体（１）内局部邻近的温度升高的评价允许确定有效散射系数图（μｅｆｆ（ｒ）），根据该图可以计算物体（１）内部的光强分布（Ｉ（ｒ））。最后，可以根据测量位置（ｒ）处的光强和温度升高确定该位置处的希望的光学吸收系数（μａ）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学吸收系数的超声确定本专利技术涉及方法、记录载体和检查设备，其用于确定物体中的至少 一个测量位置的光学系数，特别是光学吸收系数。物体的光学吸收和散射特性包括有关物体的材料及其化学组成的 有价值的信息。在生物组织中，它们允许例如确定功能结构以及病理生 理状态和区域。因此，已经提出了若干种方法来测量物体内部的光学吸收系数(OAC )(参见B.C. Wilson等人的Indirect versus direct techniques for the measurement of the optical properties of tissues, Photocem Photobiol. ， 46， 601-608 ( 1987 ) ; A.A. Oraevsky等人的 Measurement of tissue optical properties by time-resolved detection of laser-induced transient stress, Appl. Opt. 36, 402 ( 1997))。然而，这 些技术中的每一种都具有限制其在实践中的使用的特定缺陷。基于该背景，本专利技术的目的是提供用于可靠地确定物体中的至少一 个特征光学系数，特别是确定生物组织中的OAC的手段。这个目的是通过依照权利要求1的检查设备、依照权利要求9的方 法以及依照权利要求13的记录载体来实现的。从属权利要求中公开了 优选的实施例。依照本专利技术的检查设备用于确定物体中的至少 一个位置处的光学 系数，例如确定光学吸收系数(OAC)和/或光学散射系数，其中所述位 置在下文中称为测量位置。该设备包括以下部件-光源，其用于选择性地将加热光束发送到测量位置，其中术语加 热应当表示光束在其被物体吸收时引起温度升高。光源特别地可以包 括激光器，其允许产生具有确定的光谱组成和强度、发散最小的光束。-超声扫描仪，其用于测量发送到测量位置的超声脉冲的脉冲回波。 本领域技术人员众所周知的是，超声扫描仪一般包括用于产生超声(US ) 脉冲的US发生器以及用于记录脉冲回波的US接收器，所述脉冲回波 即超声脉冲从物体内部结构的反射。 一般而言，US发生器和US接收器 通过顺序地作为发生器和接收器而工作的一个变换器(transducer)来实现。-评价单元，其用于根据分别在将加热光束发送到测量位置之前 和之后测量的第 一 和第二脉冲回波确定测量位置处的感兴趣的光学系 数。该评价单元一般通过具有专用硬件和/或软件的微型计算机来实现。 应当指出的是，加热光束可以例如跟随有在其期间测量笫二脉沖回波的 没有光发射的时段，或者它可以例如由在第二脉冲回波的测量期间占优 势的另外的光束(特别是具有与加热光束相同的特性)继续。所述检查设备允许借助于超声扫描仪来确定材料的光学特性，其中 光学特性和超声测量之间的联系是由于光的吸收而引起的热的产生。特别地，这种机制包括加热光束将在被研究的物体中引起温度升高，所述 温度升高与材料的光学特性有关，特别是与OAC有关。这种温度升高 反过来将在材料中引起声速的变化，所述声速的变化可以通过超声脉冲回波来检测。该设备的优点在于以下事实它利用了不直接取决于要测 量的光学特性的不同的物理质量(quality),即(超)声。在本专利技术的一个优选的实施例中，所述评价单元包括用于确定在物 体中由加热光束引起的温度升高的空间图的温度映射模块。根据定 义，空间图应当指的是多个空间位置到关联数据(例如温度值)的数 学映射，其中所述空间位置特别地可以位于线上或者位于二维区域中。 优选地，该空间图包括加热光束在物体内部的完整路径。在本专利技术的另 一个发展中，所述评价单元包括用于估计物体中的有 效光学散射特性的图的散射映射模块。有效光学散射特性一般概括 了光在物体中的吸收和散射效应，并且因而确定了入射光束强度的多少 将到达物体内部的目标位置。优选地，将所述散射映射模块与前述温度 映射模块结合，因为可以根据光引起的温度升高(例如通过比较通过加 热光束连续获得的具有相同光学特性的邻近位置的温度升高)推断所述 有效光学散射特性。依照本专利技术的另 一个实施例，所述评价单元包括用于确定测量位置 处的加热光束的光强的强度估计模块。优选地，所述模块还被设计成 使得它允许不仅在一个位置，而且在加热光束通过物体的路径上的任何 位置确定该强度。优选地，将所述强度估计模块与前述散射映射模块结 合，因为加热光束路径上的有效光学散射特性的知识可以用来导出每个 点处的光强。应当指出的是， 一旦测量位置处的光强和温度升高已知，那么可以容易地估计那里的光学吸收系数。原则上，光源发射的光可以具有任何光谱组成。然而，优选地，光 源发射的加热光束只包含给定光谱组成的光，例如或多或少锐利地以一 个特定波长为中心的单色光。在这种情况下，可以研究感兴趣的光学系 数的光谱依赖性和/或关注已知仅发生在特定波长处的效应。在最一般的设置中，可以沿完全不同的独立的方向将加热光束和超 声脉冲辐射到物体中。然而，优选地，将光源和超声扫描仪设置成使得 它们具有平行的发射方向，即使得加热光束和超声脉冲沿着相同的方向 行进。在这种情况下，超声扫描仪的测量将立即反映沿着光传播的路径 的状况，这简化了感兴趣的光学系数的计算。所述检查设备还可以包括用于将具有特定光吸收特性的对比剂注 射到物体中的注射设备。该注射设备可以例如包括注射器，所述注射器 具有用于确切地将对比剂输送到患者的血管系统中的关联装置。于是， 由于对比剂的特定光学特性的原因，可以确定对比剂在物体内部的位 置，这允许识別解剖结构和/或特定(病理或健康)组织成分。本专利技术还涉及用于确定物体中的至少一个测量位置处的光学系数的方法，其中该方法包括以下步骤-测量发送到测量位置的超声脉冲的第 一脉冲回波。 -将加热光束发送到测量位置。-在发送了加热光束之后，测量发送到测量位置的超声脉冲的第二 脉冲回波。-根据第一和第二脉冲回波确定感兴趣的光学系数。 所述方法在总的形式上包括可以利用上述类型的检查设备执行的 步骤。因此，对于有关该方法的细节、优点和改进的更多信息，参见前面的描述。在所述方法的一个优选的实施例中，在物体内部的多个位置处确定 感兴趣的光学系数，从而得到或多或少致密采样的(一维、二维或三维) 空间图。在所述方法的另 一个实施例中，根据所述第一和第二脉冲回波确定 物体内部的加热光束引起的温度升高图。该温度升高与所考虑的位置处 的光学吸收系数和光强成正比。在前述方法的另外的发展中，至少在测量位置处根据温度升高图确定加热光束的强度。了解到达测量位置的光强允许根据测量的温度升高 推断光学吸收系数。测量位置处的光强的确定特别地可以包括确定加热 光束的路径上的有效光学散射特性，其反过来可以根据具有近似恒定的 光学特性的小区域中的温度升高的比较来推导。最后，本专利技术包括记录载体，例如软盘、硬盘或光盘(CD),其 上存储了用于确定物体中的至少一个测量位置处的光学系数的计算机 程序，其中所述程序适于执行前述类型的方法。本专利技术的这些和其他方面根据以下描述的实施例将是清楚明白的， 并且将参照这些实施例进行阐述。这些实施例将通过举例的方式借助于附图来进行描述，在附图中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种检查设备，用于确定物体（１）中的至少一个测量位置（ｒ）的光学系数（μ↓［ａ］），包括： －光源（１０），其用于选择性地将加热光束（１１）发送到所述测量位置； －超声扫描仪（２０），其用于测量发送到所述测量位置的超声脉冲的脉冲 回波； －评价单元（３０），其用于根据在将加热光束发送到所述测量位置之前和之后测量的脉冲回波确定所述测量位置处的光学系数（μ↓［ａ］）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2006-9-29 06121524.01. 一种检查设备，用于确定物体(1)中的至少一个测量位置(r)的光学系数(μa)，包括-光源(10)，其用于选择性地将加热光束(11)发送到所述测量位置；-超声扫描仪(20)，其用于测量发送到所述测量位置的超声脉冲的脉冲回波；-评价单元(30)，其用于根据在将加热光束发送到所述测量位置之前和之后测量的脉冲回波确定所述测量位置处的光学系数(μa)。2. 依照权利要求1的检查设备，其特征在于，所述评价单元(30)包括用于确定在物体(1)中由 加热光束(11 )引起的温度升高的空间图(AT(r))的温度映射模块(31)。3. 依照权利要求1的4佥查设备，其特征在于，所述评价单元(30)包括用于估计物体(1)中的有 效光学散射特性的空间图(ILieff(r))的散射映射模块(32)。4. 依照权利要求1的检查设备，其特征在于，所述评价单元(30)包括用于确定所述测量位置处的 加热光束(11)的光强(I(r))的强度估计模块(33)。5. 依照权利要求1的检查设备，其特征在于，所述光学系数包括光学吸收系数(pa)和/或光学散射 系数(h)。6. 依照权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：D萨维里，L詹科维克，A阿南德，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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