技術領域

本發明涉及身體結構研究，尤其涉及人類或動物身體柔軟結構的研究。

本發明尤其適用于用于如血液和血管分析的光聲研究技術，如光聲成像。

背景技術

光聲成像基于熱膨脹原理。將光輻射，通常是來自激光器的光輻射從光源引導并在組織的受限容積內吸收，任何，組織的受限容積經歷熱膨脹和弛豫。溫度的升高產生聲瞬變，這種聲瞬變穿過組織傳播到表面。對于短的激光脈沖如～12ns來講，壓力與所吸收的能量密度線性成比例。在組織表面，靈敏聲探測器，如壓電探測器，探測聲波振幅，且利用聲傳輸時間可重新構造身體的內部結構，從而能夠形成結構的圖像。一般來講，探測器的輸出與所吸收的光能成比例。

若將整個容積掃描，這種技術甚至可提供血管的3d圖像。選擇激光的波長以在血管中出現強烈的吸收，因此，將光在血管的血液中吸收，這樣就導致高度的熱膨脹和弛豫。

在進行研究的結構的吸收系數小的情況下和/或例如結構在周圍的組織如真皮中深達10mm的情況下，就會出現問題。為了解決這種問題，可利用聲共振效果通過以與結構的共振頻率匹配的脈沖調制頻率脈動入射光輻射射束來加強聲信號。這可通過如斬斷以共振頻率的入射連續波光或提供產生以結構共振頻率的脈沖的光源來實現。聲共振效果使這種技術的可操作性得到了提高。通過吸收來自激光器的光，局部的血液溫度升高，這樣就在短時間內在組織中產生聲波。若光的重復頻率與血管的共振頻率相匹配，那么這種聲波就會由共振極大地放大。這反過來就會極大地增加到達聲傳感器的信號。利用共振技術的光聲技術在美國專利6466806中公開。

發明內容

本發明設計出一種改進的技術。

根據一個方面，本發明提供用于具有隨著時間而改變的構造或物理特征的身體結構的研究的設備，這種設備包括：

輻射輸送裝置，這種輻射輸送裝置布置成朝向身體結構引導脈沖輻射，其中，將這種輻射以脈沖調制頻率脈動；

探測器裝置，這種探測器裝置用于探測從入射脈沖輻射生成的在身體內引起的聲振蕩，并布置成產生表示這些聲振蕩的一個或多個參數的輸出信號；

控制系統，這種控制系統布置成控制輻射輸送裝置的運行，這種控制裝置包括處理器，這種處理器布置成處理探測器輸出信號；

其中：脈沖輻射的脈沖調制頻率在預定的調制頻率范圍內變化，且處理器從探測器輸出確定結構共振頻率。

優選輻射輸送裝置受控，以發射以脈沖調制頻率脈動的輻射，這種脈沖調制頻率與由處理器所確定的結構共振頻率相匹配。

在優選的實施中，結構共振頻率隨著時間而變化且控制系統改變脈沖調制頻率，以隨著時間而與結構共振頻率相匹配。優選將脈沖調制頻率連續改變，以隨著時間與正在改變的結構共振頻率相匹配。

優選處理器在不同的時間確定結構共振頻率。作為分析所預計的結構的時間差異共振頻率的結果，優選處理器確定結構的物理特性。

結構可循環性地變化，且可使脈沖調制頻率通過該循環與共振頻率相匹配。在循環中的不同點(或經常性地通過該循環)對脈沖調制頻率的變化進行監測會展現出身體結構的物理變化。例如，在研究血管時，在循環中的不同點(或經常性地通過該循環)對脈沖調制頻率的變化進行監測可展現出血管的柔韌性、心律、血壓或其它參數。

根據另一個方面，本發明提供研究具有隨著時間而改變的構造或物理特征的身體結構的方法，這種方法包括：

朝向身體結構引導脈沖輻射，其中，將這種輻射以脈沖調制頻率脈動；

探測從入射脈沖輻射生成的在身體內引起的聲振蕩，并產生表示這些聲振蕩的一個或多個參數的輸出信號；

調節脈沖輻射的脈沖調制頻率在預定的調制頻率范圍內，以及

從所探測到的聲振蕩確定結構共振頻率。

優選脈沖輻射受控，以發射以脈沖調制頻率脈動的輻射，這種脈沖調制頻率與由所確定的結構共振頻率相匹配。

根據再一個方面，本發明提供使研究具有隨著時間而改變的構造或物理特征的身體結構能夠進行的系統，這種系統包括通過分析數據確定結構的共振頻率的裝置，這些數據表示：

輸出信號，這些輸出信號來自探測器裝置并用于探測從脈沖輻射生成的、朝向結構引導的在身體或結構內引起的聲振蕩，以及

脈沖輻射的脈沖調制頻率在預定的調制頻率范圍內的變化。

使脈沖輻射的脈沖調制頻率與由系統所確定的結構共振頻率相匹配是有益的。在不同的時間確定結構共振頻率是理想的。優選這種系統能夠使結構的物理性能作為分析所預計的結構的時間差異共振頻率的結果而確定。

本發明以及所限定的系統可通過計算機程序產品來實現。

附圖說明