TW200808272A - Timing controller for combined photoacoustic and ultrasound imager - Google Patents

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TW200808272A
TW200808272A TW096122132A TW96122132A TW200808272A TW 200808272 A TW200808272 A TW 200808272A TW 096122132 A TW096122132 A TW 096122132A TW 96122132 A TW96122132 A TW 96122132A TW 200808272 A TW200808272 A TW 200808272A
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photoacoustic
ultrasonic
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signals
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Michael Burcher
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Description

200808272 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭示内容係關於與光聲及超音波成像相關之系統及方 法0 【先前技術】 光聲（PA)斷層掃描係一新興的醫療成像形式。（例如， 參見 S. Manohar、A. Kharine、J. C. G. van Hespen、W·
Steenbergen 及 T. G. van Leeuwen 的 nThe Twente Photoacoustic Mammoscope: system overview and performance ，Phyiscs in Medicine and Biology，第 50 卷’第11號’第2543至2557頁，2005年6$ ;以及Μ· Xu及 L· Wang 的’’Universal back-projection algorithm for photoacoustic computer tomography"，Physical Review E， 第71卷’第1號’第16706頁，2〇〇5)。將一短雷射脈衝發 射於所關注物件（例如，人或動物的組織）。該物件内的結 構吸收雷射能量，㊉引起快速的升溫及熱膨脹。此熱膨服 引起超音波傳播穿過該物件’在該物件處放置於該物件表 面上的超音波轉換器接收該等超音波。可以將此等信號形 成光束以便產生具有該物件處於該雷射波長時的吸收率： -圖像。由於該雷射辕射係散射於該物件内，因此該照明 之聚焦並不很強，而可以由一罩一 早的苗射脈衝形成一圖 像。為了柁加信號對雜訊比，可 像_。 ⑭此^像中的數個圖 藉由將聚焦的 超音波成像係一已建立的醫療成像形式 118218.doc 200808272 超音波能量脈衝發射進體内來形成圖像。該等脈衝受到體 内結構之間邊界的反射。該等反射傳播回到該超音波轉換 而接著係形成光束以產生一 A線。每一傳輸係用於形成 該超音波圖像之一、線。因此，藉由多個傳輸來形成一超音 波圖像。 近來，執行與超音波成像結合的光聲成像已引起人們的 〆、趣。（例如，參見 j Niederhauser、M heger、R Lem〇r、P. WebeaM 〜ηζ的"—d —
Optoacoustic System f〇r Real-Time High-Contrast Vascular I々magmg ln Viv〇”，Ieee心咖如刪⑽_㈤匕啪叫， 弟24卷’弟4號，第436至44〇頁，細$年4月）。迄今為 止’此等系統已在兩個模式中操作：產生光聲或超音波圖 像。儘管硬體及處理中的大部分係兩個成像類型所共有 的’但尚無能夠同時完成兩者之系統。 =需：同時使用前面所揭示之成像系統。現有系統 2以式中操作來進行光聲及超音波成像。使用此 統’可以在光聲模式 式以獲取同一物件之一接著切換到超音波模 初仵之一超音波圖像。 該等兩個模式，光簦 作。對於光聲，兮圖曰波’以不同的圖框率進行操 對於典型的雷般受該雷射之重複率之限制。 圖框率為10 Hz。對於特亥^複率可以係10 HZ，從而允許 全考量之限制。對…：應用，雷射發射率可能還受安 該超音波脈衝傳播^ —般而言，該圖框率取決於 斤關〉主的最深組織並返回該轉換器所 118218.doc 200808272 用的時間。此外，”p ， 防止來自义一 * T，夺4可存在於連續的傳輸之間以 則一傳輸之反射干掙。針 及_圖像線，超音波3二 ⑽之成像深度 、， ^屹曰渡圖框率一般係60 HZ。 :等兩個杈式之系統具有若干缺點。系統使用者 力而br兩個模式之間切換，而造成延遲及傾盡全 門: 文率的勞動。此外’在該等兩個圖像之間用 的¥間期間可能發生物杜n m “生物件運動。因此’該等物件在兩個圖 像中處於不相同的位置’而產生不合需要之結果。另一缺 點係減小針斜备一 JT>； ^ 形式之平均圖框率，因為一模式不會在 该成像器處於另一模式時進行操作。 【發明内容】 /本揭不内容提供用以即時產生光聲圖像及超音波圖像之 糸統及方法。在 一 JL ^ 1 季乂么具體貫施例中，揭示一種成像系 ^ ’、Ί ·刼明系統，其係調適成在一樣本内產生光 耳U，至少一第一轉換器，其係調適成發射超音波、接 收超曰波k號及接收該等光聲信號；以及—時序控制單 元，其係調適成與該照明系統及該轉換器通信。該時序控 制單元係調適成控制該照明系統之時序及該轉換器之時 序’以使得在輸出的光聲信號之間發射該等超音波。該照 明系統可以係一雷射、—脈衝微波頻率輻射源或其一結 合。.所發射的超音波可以係聚焦光束、受控制的平面波、 繞射受限光束、合成孔徑光束或其結合。當該等超音波傳 播穿過該樣本時，其會受到該樣本之反射、散射、吸收及 折射。-I一的轉換器可兼用於發射該等超音波與接收該 H8218.doc 200808272 等超音波信號。在此情況下，所接收之超音波信號係稱為 脈衝回音信號。或者’可以將分離的發射與接收轉換器放 ;X樣本之任一側上以產生穿透傳輸超音波信號。 在一較佳具體實施例中，該照明系統係一調適成產生雷 射脈衝信號之雷射。該樣本吸收該雷射能量，而產生光聲 信號。一般地，對該等超音波信號與該等光聲信號分別進 行處理以產生超音波圖像及光聲圖像。接著可以將此等圖 像結合並顯示於一顯示系統上。 该B守序控制單元係調適成產生多個通信信號，該等通信 七號之特徵係：⑴信號A，其係調適成與該照明系統通 信；（Π)信號B，其係調適成與一發射光束形成器通信；以 及唬C，其係調適成與一接收光束形成器通信。該 照明系統之特徵係一能量光束，其中該能量光束係耦合至 一調適用於照射一樣本的光學傳遞系統，其中該光學傳遞 系統包括一鏡與一調適成增加該光束面積以更多地照射該 樣本之發散透鏡。若該能量源係一脈衝微波頻率輻射源， 則使用一波導而非一光束傳遞系統。該發射光束形成器係 調適成與該轉換器通信。一範例性系統具有調適成促進在 該轉換器、該發射光束形成器及該接收光束形成器之間進 行通信之一多工器（MUX)。 該接收光束形成器係調適成儲存來自該轉換器之作號並 依據該等信號係如何產生來應用適當處理。該接收光束开< 成器係調適成將該等超音波圖像及光聲圖像分別儲存於一 超音波圖框緩衝器及一光聲圖框緩衝器中，接下來在一 0 118218.doc 200808272 像結合器中結合所儲存的超音波及光聲圖像，並將所結合 的圖像顯示於該顯示系統上。
5亥時序控制單元包括一計數器1，該計數器1係調適成： (a)與"亥時脈通信；（b)作為一第一分頻器，其計數至產生 第一輪出脈衝之一值Dl/Tc，其中以延遲期間D3來延遲 °亥第一輪出脈衝之一第一部分，其中該延遲輸出脈衝之一 —4分係信號A，並且以一單穩態2期間D5來進一步延 遲邊延遲輸出脈衝之一第二部分而產生信號C ;以及（〇發 、以單穩態1期間D2延遲的該第一輸出脈衝之一第二部 刀°亥日守序控制單元進一步包括一計數器2，該計數器2係 σ周適成（a)與該時脈通信；（b)接收來自單穩態1之延遲輸出 脈衝之一第一部分，以及…）作為一第二分頻器並計數至產 生一第二輸出脈衝之一值D3/Tc。該時序控制單元進一步 包括一 AND閘，該AND閘係調適成接收（a)計數器2之輸出 脈衝，以及（b)產生信號B的單穩態丨延遲輸出脈衝之一第 ~*部分0 微 該轉換器可以係一單一的聚焦元件、一元件陣列、 光束形成陣列、一合成孔徑陣列或其結合。若該轉換器係 該合成孔徑陣列，則會將其調適成藉由將該合成孔徑陣列 移動至該樣本上的不同位置並在每一位置進行一測量來形 成該超音波信號。 在-範例性具體實施例中，說明一種成像系統，其中使 用多個轉換器’其中至少一轉換器係調適成接收該等超音 波信號之-部分’至少另一轉換器係調適成發射超音波， Ϊ 182l8.doc 200808272 而至少另一轉換器係調適 ηκ 烕接收光耳佗旒，《而產生多組 二：間：爽ΐ時序控制單元係調適成用於防止該等多組測 、耳θ干擾°該時序控制單元係調適成經程式化以 產生夕個延遲時間以便 +士 — 止彳5號干擾。该時序控制單元係 1成應用於脈管系統、甲狀腺、皮膚、***、四肢及任 何』淺表身體部分或其結合之醫療成像。 本揭示内容還說明一種產生一樣本之一結 音波圖像之方法，其 尤卓及ι 以下組件進行通作…， 糸將—調適成與 仏之時序控制單元程式化：⑴一昭明车 統:其係調適成產生光聲信號；⑻一超音波成像構件了 其係调適成產生超音波；以及㈣一接收光束形成器，盆 2係藉㈣明系統照射一樣本以產生光聲信號，其三係 猎由-仏號接收構件（例如該轉換器）接收輪出的光聲信號 而接著將該等超音波發射至該樣本，以及其四係藉由好 號接收構件接收輪出的超音波信號，其中該接收構件係^ 该接=光束形成器通信，其分別處理產生光聲及超音波圖 像之U，其五係將該等圖像發送至一調適成產生一結合 圖像之圖像結合器’而接著將該結合圖像發送至一顯示系 、统。 '、 【實施方式】 本揭示内容說明一種用於一時序控制單元之系統及方 法’該時序控制單元控制照明系統之發信時間，其係調適 成在樣本内產生光聲（PA)信號，並將超音波發射進—媒 體。該時序控制單元係調適成防止不同聲音信號之間的信 118218.doc 10- 200808272 唬干擾。该系統允許一結合成像模式， (一般係一雷射）可以i芒 ’、先耳^唬構件 兮等昭明糸u 重複率（例如10 Hz)發射，而在 。亥專…月糸統傳輪之間發射超音波。 該時序控制單元可以克服當前兩個模式系統之至少一缺 點，因為其不需要在分離的成像模式之間切換，使得獲取 之間的時間最小化(而因此使得因物件運動產 ： 1干連動產生的破壞最 ^號干擾並允許每—個形式皆操作成最高達 到其隶佳圖框率。 圖1顯示該結合成像系統之—較佳具體實施例之一示音 圖。調適成在-樣本内產生光聲信號之一照明系統（―: 係·;雷射）可以係一⑽關Nd:YAG雷射，例如由Qua則公 司製造之Brilhant B。對於穩定的操力，較佳的雷射可以 -固定的脈衝重複率(例如1〇出或2〇 Hz)進行操作。可以 對該重複率作該標稱值之一百分比的改變。但是，不應嗖 定-任：的脈衝重複率。該雷射之。開關與藉由至少二 序控制早7L產生之信號A通信’從而控制該雷射發射之時 間。在—範例性具體實施例中，信號A可以與該雷射之一 閃光燈通信。該時序控制單元還可以產生與一發射光束形 成器通信之信號B以及與一接收光束形成器通信之信號 C。 在一範例性具體實施例中，該照明系統產生一能量光 束，該能量光束絲合至—光學傳遞系統以便照射該樣 本。圖1顯示由一鏡與一發散透鏡組成之一簡單的光學傳 遞系統。該發散透鏡能夠增加該光束之面積，從而增加樣 118218.doc 200808272 本肽明之面積。藉由照射該樣本而在該樣本内產生光聲信 號0 圖1之時序控制單元係連接到至少一時脈，該時脈提供 夺序茶考k號。該發射光束形成器產生電脈衝，該等電 脈衝係施加於一 ±λτ 〇〇 . 、 轉換益。在一範例性具體實施例中，一轉 換σσ具有一壓電兀件陣列，該壓電元件陣列一般能夠發射 "皮接收起音波信號及接收ρ Α信號。當藉由來自該時 2控制單元之信號3來啟動該發射光束形成器時，產生一 门電I脈衝。在一範例性具體實施例中，該高電壓脈衝信 唬、、二由多工器與該轉換器之壓電元件通信，從而控制該 轉換器之超日波傳輸。$ 了聚焦該超音波，該發射光束形 成-將.亥脈衝在不同的轉換器元件上延遲不同的時間數 圖1之多工器（Μυχ) 一般將該轉換器連接至一發射光束 形成為或-接收光束形成器。此可以確保不將高發射電壓 施加於該接收光束形成器之敏感的接收電路。該接收光束 形成器儲存來自該轉換器的每一元件之信號並依據該等俨 號係如何產生來應用適當處理。在一範例性具體實施例 中，超音波信號可以係脈衝回音超音波信號。對於脈衝回 音超音波信號，將時間延遲施加於針對每—元件之产號， 並接著將其相加而形成一單—的Α線。使用該超音^播 進入Π亥媒體而再出來往回僂播㈠ 、 +任口得播（彺返）所用的時間來計算該 :延遲：對於光聲信號，可以執行一類似的延遲與相加操 作’但使用不同的時間延遲。由於光速比音速大得多，因 118218.doc -12- 200808272 此該雷射照明不會用相當大數量的時間來穿透該樣本，而 該等PA信號係遍及該樣本而於同—瞬時產生。因此，針對 該光聲信號之時間延遲對庫於怂兮祥 、 7馬於攸δ亥樣本向該轉換器之單向 傳播。或者，可以執行一儋☆签a去# ,,, J 得立葉域重建（例如，參見M.
Soumekhi nDepth-Focused Τμ · ^ F Sed Inten〇r Echo Imaging”，ΙΕΕΕ
Transactions on Image ^ g Processing，第 8卷，第 1!號，第 1608 至 1618 頁，1999年 11 月）。 來自該時序控制單元之信號。與該接收光束形成器通 =。可以使用信號C來控制該接收光束形成器之操作。在 藉由-圖像結合器來結合該等超音波及光聲信號並將其顯 示於一顯示系統上之前’將該等信號儲存於圖框緩衝器 中〇 為進-步解說與所揭H統及方法相關之使用及優點， t考以下範例。但是’應瞭解此類範例對本揭示内容之範 T不/、限制（'生，而僅係解說其範例性實施方案及/或效 用0 範例1 時序控制單元操作： 在本範例中，使用一時序# ΠΓ — 士门丄 一 了斤ί工制早兀。下文在圖2中示意 =示藉由一時序控制單元產生之信號之時序。信號Α係 二射觸發控制信號，信號時制該超音波發射，而信號 c係该接收光束形成哭批 成1^铨制k號。信號A發生於一指定頻 率（例如，10 Hz : D1 = 1 on x ^ 、 ” ms)。D2係介於該雷射觸發與下 一超音波發射之間的延遲。D2 (於田射觸發與樣本照明 118218.doc 200808272 ★ 1的寺間）+ (超音波從樣本傳播到轉換器之時間）光 聲（PA)停滯時間）。 對於若干應用，介於該雷射觸發與該樣本受到照射之間 的時間與其他時序期間相比較小，而在以下說明中將忽略 不。十。在—粑例性具體實施例中，使用一尺寸為1〇咖之 樣本及-1540 m/s之假定音速，該光聲超音波脈衝傳播至 X轉換所用之時間=〇1 m/154〇 m/s=65 Μ。可能需要該 ΡΑ停滯時間來允許該樣本㈣超音波光聲迴響散逸。若不 存在/彳丁時間，則该轉換器可能在後續脈衝回音信號期 間接收此等迴響而將其誤解為該脈衝回音信號之部分。 信號Β控制該超音波發射信號。在—範例性具體實施例
中’忒超音波發射信號係一脈衝回音發射信號。如圖2所 不，一旦該轉換器已接收由該雷射照明產生之ΡΑ信號（D2 完成），便在雷射發射之間發射超音波脈衝。連續的脈衝 回音發射之間的時間係D3 : D3 = (脈衝回音發射之間的時間）=2d/c + (脈衝回音之停 W守門）其中d係最大成像深度，而c係該樣本中的音 速’例如·當扣1〇⑽而c=1540· m/s，則2d/c=13〇叩。該 脈衝回音停滯時間確保來自比所指定成像區域更深的樣本 4为之迴響或反射不會模糊地呈現於該脈衝回音信號之輸 出内。 雷射脈衝之間的脈衝回音信號發射數目係由表達式
N—PE一transmits = fl00r((Dl-D2)/D3)決定。（例如，n—PE tranSmitS = fl〇〇r((100 ms-65 μ〇/130 μ〇 = 768)。藉由所接收 118218.doc -14- 200808272 超音波信號產生之一超音波圖像係由若干脈衝回音信號發 射（一般係介於100與200個之間）組成。因此，可以“二 脈衝之間獲取數個脈衝回音圖框。該雷射脈衝可能中斷某 些脈衝回音圖框，如圖2中針對脈衝回音圖框16所示。圖2 解說針對每一圖框僅少數超音波發射之-範例性示意 仏號c係該接收光束形成器控制信號。當信號c處於低 位準時束形成器將對所接收的超音波信號執行Μ處 :“虎C處於咼位準時，該光束形成器將對所接收的 執仃脈衝回音處理。由該時序控制單元產生的信號c 之產生使得將正確的處理類型施加於所接收之信號，由^ 係PA或脈衝回音信號來決定。例如，其控制使用往返或單 向的先束形成延遲。該低位信號之持續時間係由表達式 超音波從樣本傳播至轉換器之相）+ (pA停滞時間） 奢：：列如’ D5 = 65㈣。該高位準信號之持續時間係由 表達式D4=D1-D5決定。 範例2 圖3顯示一時岸轉击丨|留 ^ 早兀構這。圖4解說該時序控制單 之硬體實施方案之延遲砗n如 制早凡 _ , $間。在一範例性具體實施例中， 该日寸脈具有一約40 MHz -脈時間（Tc) = 25 ns之週期。計 ^ 頻11並計數至—值接著在其輸出 一#十 〜輪出具有一週期D1。藉由該延遲 兀件來延遲該輸出信號，該延遲之值為⑴ 信號Λ，該雷射觸發信號。 、攻乜唬係 計數器2亦用作一分頻 器 其計數至一值D3/Tc， 而接著 118218.doc 15 200808272 在其輪出處產生一脈衝，因 的大部分時間，單 週期03。在操作期間 早％怨1之輪出處古 具體實施例中，計溆哭 、冋位準。在本範例性 。十數益2之輪出將穿 號B ,從而觸發且有_ ND閘而形成信 有㈣D3之脈衝回音傳輸。 备叶數器1之輸出產生一脈衝 續時間D2變低而$ a 早穩悲1之輪出在一持
將處於低位準，而不會發 U此“唬B 个曰知射任何超音波脈 D3(其係足以讓該脈衝音 延遲 收士 衣70成之時間）過後，作骑Λ :处=乍用中狀恶而將觸發該雷射。在一時間 - 二之輸出將再次變高位準。此轉變重設計數器2。在= ^心過-時間D3後，信號Β將再次發射，而該 序列將繼續。 9 W曰 單㈣2係用於產生信號c，產生除了在每-雷射觸發後 之一％間D5以外皆處於高位準之輸出。 下文揭示範例性具體實施例以更精確地解說本揭示内 容。應瞭解此類範例對本揭示内容之㈣不具限制性，而 僅係解說其範例性實施方案及/或效用。其並不希望限制 本揭示内容之範轉。 可以使用標準的積體電路、專用硬體（一 ASIC)或一場可 程式化閘陣列來實施上述硬體。還可以藉由軟體（例如， 諸如VxWorks之一即時作業系統）產生以上時序信號。可使 得該等延遲值（D1至D5)成為可程式化。此允許使其依據成 像珠度、媒體中的音速、雷射參數等而改變。此外，可以 對其作動態調適’例如依據該媒體中的音速之測量來改 118218.doc -16- 200808272 :者：:：用-脈衝微波頻率輕射源來替代該雷射或使用 ,,,,, 旁代頦型的脈衝傳輸或以下 合二:1平面波、、崎限光束或合成孔徑之-結 音波之圖：曰波圖像。遇可以藉由穿透傳輸來形成僅超 。！本揭示内容中，可以使用多個轉換器。在 /、體貝施例中，可以使用-第-轉換器來發射該 :曰/而可以使用-第二轉換器來接收該等超音波信 就0
該超音波轉換器可以係一單一的聚焦元件、一微光束來 成陣列或―元件陣列。其還可以係-合成孔徑陣列，1係 藉由將該轉換器移動至不同位置並在每一位置進行測量來 形成i一範例性轉換器可以具有一壓電元件陣列，或者係 一電容式微機械超音波轉換器（CMUT)。除該接收光束形 成。°外可以使用信號c來控制其他處理級。因此，可以 將不同的處理應用於從該照明系統激發及該超音波脈衝接 收到的信’虎。例如，可以藉由不同頻寬的濾波器來過濾來 自不同源之信號。 可以藉由多個轉換器來進行ΡΑ及脈衝回音測量。在一 範例性具體實施例中，使用一第一轉換器來接收該等光聲 信號而使用一第二轉換器來接收該等超音波信號。在使用 多個轉換器之一範例性具體實施例中，進一步使用該時序 控制單元來防止多組測量之間的聲音干擾。絕不可在該樣 本内於相同或相近的時間產生超音波信號及光聲信號。 本揭示内容可應用於醫療成像。可以將其併入一結合的 H8218.doc -17- 200808272 超音波及光聲成像裝置。此可能在形式上類似於現有的僅 知曰波之成像裝置’例如Philips iU22或iE33。其可用於 (例如)將脈管系統、甲狀腺、皮膚、***、淺表身體部分 或其結合成像。其還可用於介入程序期間。一光聲信號可 用於產生血液圖像或對比劑（例如金奈米棒）。 總而言之，本揭示内容之系統及方法提供用於一結合的 光聲及超音波成像系統及方法之顯著提高的技術。
_儘管已參考範例性具體實施例及其實施方案來說明本揭 丁内谷但所揭不之系統及方法並不限於此類範例性具體 實施例/實施方案。實際上’熟f此項技術者從本域提 供之說明内容輕易便會明白’所揭示之系統及方法容許修 改、變更及擴展而不脫離本揭示内容之精神或範疇。因 此，本揭示内容在其範嘴内明綠涵蓋此類修改、變更及擴 展。 八 【圖式簡單說明】 圖1係解說一結合成像系統之一示意圖； 圖2係解說藉由一時序控制單元產生的信號之時序之一 示意圖； 圖3係解說―時序控制單元之—硬體實施方案之一示意 圖； 〜 單元之一硬體實施方案之延遲時 圖4係解說一時序控制 間之一示意圖。 118218.doc -18-

Claims (1)

  1. 200808272 、申請專利範圍： 1. 2. 3· 一種結合成像系統，其包含： 一光聲成像系統； 一超音波成像系統；以及 至' 時序控制單元，其與該光聲成像系統及該超音 波成像系、、先通^，其係調適成控制該等成像系統之時序 以便防止信號干擾。 一種結合成像系統，其包含·· 一產生構件，其係用以產生光聲信號； ,'、第轉換器，其係調適成：⑴發射超音波； (Π)接收從該等走g吾、、由洋4 iθ波產生之超音波信號；以及（in)接收 從該光聲信號構件產生之光聲信號； 一時序控制單元，1^ ^ 〇〇 八係调適成與該光聲信號構件及該 、其中该時序控制單元係調適成控制該光聲 信號構件及轉換器之該時序以便防止信號干擾。 一種成像系統，其包含·· 產生構件，其係用以產生光聲信號； 至少一第一轉換器，其係調適成·· ⑴發射超音波；（ii)接收從該等超音波產生之超音 波^號；以及（出）接收從 ;叹攸4先聲“唬構件產生之光聲信 ， 一時序控制單元， (I) 至少一第一時脈， (II) 該光聲信號構件； 其係調適成與以下組件進行通信·· 其係調適成產生一時間參考信號； 以及（iii)該轉換器，其中該時序控 118218.doc 200808272 制單元係調適成⑴控制該等光聲信號之該時序及铉等超 音波之時序，以使得在料光聲信號之㈣射料超 波；以及(ii)P方止該等超音波信號及該等光聲信號之 信號干擾。 4·如請求項3之系統’其中該光聲信號構件係'藉由一調適 成在一樣本内產生一光聲信號之照明系統來實現。 5. 如請求項4之系統，其中該照明系統之特徵係一能量光 束。 6. 如請求項5之系統’其中該能量光束係耦合至一調適成 2射一樣本的光學傳遞系統之一雷射，其中具有一鏡與 一發散透鏡之該光學傳遞系統係調適成增加該光束之面 積以更多地照射該樣本。 7·如:求項5之系統，其中該能量光束係耦合至一波導傳 遞系統之一微波脈衝頻率輻射源。 一月长項3之系統，其中該等超音波可以採取從由聚焦 、受控制平面波、繞射受限光束、合成孔徑光束及 其結合組成之群組中選擇之一部件之形式。 9· 士，求項5之系統，其中該等超音波信號及該等光聲信 號係分別調適成產生超音波圖像及光聲圖像。 I 〇· 士 π求項9之系統，其中該等超音波圖像及該等光聲圖 像係結合並顯示於一顯示系統上。 II cb 少月，項5之系統，其中該時序控制單元係調適成產生 ^個通信信號，該等通信信號之特徵係：（i)信號A，其 係調適成與該照明系統通信；（ii)信號B ,其係調適成與 118218.doc 200808272 "•接2^成器通信；以及㈣信號c，其係調適成與 接收先束形成器通信。 12. 13. 14. 15. 16. 如請求項〗〗> $ 列，而誃&糸統，其中該轉換器具有一壓電元件陣 &射光束形成器係調適成與該壓電元件陣列通 IB ° 如Μ求項12之系絡，t 古—夕 (MUX㈣、…、、…、有-夕工器(職)，該多工器 接:光束形成器之間進行通信。射…成W :::求項13之系統，其中該接收光束形成器係調適成儲 子:自該轉換器的該壓電元件陣列中每_元件之信號並 依據4等k號係如何產生來應用適當處理。 上：：項14之系統，其中該接收光束形成器係調適成將 邊等信號發射至調適成分別儲存該等超音波圖像及光聲 圖像之—超音波圖框緩衝器及一光聲圖框緩衝器，其中 该等圖框緩衝器係調適成將該等圖像發送至一調適成產 生一結合圖像之圖像結合器，該圖像結合器係調適成將 該結合圖像發送至一調適成顯示該結合圖像之顯示系 統0 如請求項1 1之系統，其中該時序控制單元包括： (1)一計數器1，其係調適成：（a)與一時脈通信；（13)作 為一第一分頻器並計數至產生一第一輸出脈衝之一值 D1/h，其中以延遲期間D3來延遲該第一輸出脈衝之一 第一部分，其中該延遲輸出脈衝之一第一部分係信號 A，而以一單穩態2期間D5來進一步延遲該延遲輸出脈衝 118218.doc 200808272 之一，二部分而產生信號c ;以及（c)將該第—輪出脈衝 之一第二部分延遲一單穩態1期間D2 ; (11)计數器2，其係調適成（a)與該時脈通信；〇)接 來自單穩態1之延遲輸出脈衝之一第一部分；以及收 為一第二分頻器並計數至產生一第二輸出脈衝(一 D3/Tc ； i / (Hi)—AND間，其係調適成接收（a)計數器2之輪出脈 “ X及（b)產生#唬B的單穩態1延遲輸出脈衝之—裳一 部分。 弟一 17 18 19. 20. 21. 如請求項3之系統，其中可從由一單一 一 件陣列、一合成孔徑陣列、-微光束形成陣列及其結合 組成之群組中選擇該轉換器。 如請求項17之系統’其中該合成孔徑陣列係調適成藉由 將該合成孔徑陣列移動至該樣本上的不同位置並在每一 位置進行一測量來形成該等超音波信號。 如請求項3之系統，其中使用多個轉換器，該等轉換器 係調適成產生具有多組測量之該等超音波信號，其中該 時序控制單元係調適成用於防止該等多組測量之間的聲 音干擾。 如請求項1 6之系統，盆中兮皮¥ 兄〃中°亥時序控制單元係調適成經程 式化以產生多個延遲時間以便防止信號干擾。 如請求項3之系統，其中該時序 — Μ， 丁汁？工制早兀係調適成應用 於由脈管系統、曱狀腺、皮膚、 . 月礼房、四肢及其結合組 成的群組之一部件之醫療成像。 118218.doc 200808272 22·種成像系統，其包含： 用以產生光聲信號之構件； 用以產生超音波信號之構件； 接收構件，其係調適成接收該等光聲及超音波信號， 一時序控制單元，其係調適成與以下組件通信：（i)至 少一第一時脈，其係調適成產生一時間參考信號；（ii)該 光聲信號構件；（iii)該超音波信號構件；以及（iv)該接收 構件，其中該時序控制單元係調適成控制該光聲信號產 生構件之該時序及該超音波信號產生構件之時序以防止 〆專起θ波彳§號及該等光聲信號之間的信號干擾。 23.如請求項22之成像系統，其中： °亥用以產生光聲信號之構件係一調適成照射一樣本之 照明系統， 該用以產生超音波信號之構件係調適成將超音波發射 進該樣本之至少一第一轉換器， 該接收構件包括：⑴至少-第二轉換器，其係調適成 接收該等超音波信號之至少一部分；以及⑼至少一第三 轉換器，其係調適成接收該等光聲信號之至少_部分。 24· —種成像系統，其包含： 一結合成像系統，其係藉由結合至少—光聲成像系統 及至少-超音波成像系統予以製造，其中該光聲成像系 統係調適成產生光聲信號，而 观向°亥超音波成像系統係調適 成產生超音波信號； 至少一第一時序控制單元，复 J平7L·具係调適成·控制該光聲 118218.doc 200808272 成像系統及該超音浊忐偾i 反戚像糸統之時序，該轉換器在該等 25· —種產生一樣本之一 其包含： 光聲信號之間接收該等超音波信號，其中該等超音波信 號及光聲信號係調適成產生超音波圖像及㈣圖像。 結合的光聲及超音波圖像之方法 程式化-時序控制單元，該單元係調適成與以下組件 通信⑴-照明系統’其係調適成產生光聲信號；(u)一超 音波成像構件，其係調適成產生超音波；以及㈣一接 收光束形成器； 藉由該照明系挤日g射_嫌士 亍、元…、射樣本而糟由至少一信號接收構 件接收該等光聲信號； 將該等超音波發射至該樣本並藉由該至少一信號接收 構件接收由該等超音波產生之超音波信號； 其中該接收構件與該接收光束形成器通信，該接收光 束形成器處理該等超音波信號及光聲信號，其中該處理 係調適成產生光聲圖像及超音波圖像， 將該等光聲圖像及超音波圖像發送至一顯示系統。 118218.doc
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