CN1701817A - 用于组合型式成像系统的对比剂及其方法和系统 - Google Patents

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Abstract

根据本技术的各实施例，组合型式成像系统(10)包括第一型式(12)的第一成像装置和第二型式(14)的第二成像装置，其中第二型式(14)与第一型式(12)不同。第一和第二成像装置都适于与对比剂(18)相互作用，其中对比剂(18)适于容纳在对象(16)中。对比剂(18)包括可变形颗粒，其具有响应于来自第一成像装置的发射而改变的几何形状。该可变形颗粒还包括适于发射可由第二成像装置检测的电磁辐射(28)的荧光组件(70)，和基于所述几何形状而与该荧光组件(70)分开一段距离、并适于吸收来自荧光组件(70)的部分电磁辐射(28)的消光组件(72)。

Description

用于组合型式成像系统的对比剂及其方法和系统
技术领域
本发明通常涉及诊断成像的领域，具体来说，涉及一种使用结合了染色剂和消光剂的对比剂(contrast agent)以用于组合型式成像(例如光学成像和超声成像)的成像方法和系统。
背景技术
在现代医疗设施中，医学诊断和成像系统常常用来识别、诊断和治疗身体的病症。医疗成像是指器官或组织的结构或功能图样(pattern)的任何视觉显示，以用于诊断评估。它包括测量对于物理或化学刺激(或二者的组合)的生理响应以及新陈代谢响应。当前，对于医疗诊断和成像系统存在多种型式(modality)。这些型式包括超声系统、光学成像系统、计算机断层摄影(CT)系统、X射线系统(包括常规的以及数字的或数字化的成像系统)、正电子发射断层摄影(PET)系统、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)系统以及磁共振成像(MRI)系统。在许多实例中，只有在出诊医师和放射科医师用相关区域和组织的详细图像对常规检查做了补充之后才进行最终的诊断和治疗，所述图像经由一种或多种成像型式得到。
所述成像系统中的某一些专注于对伴随疾病状态的分子活动进行成像，而不是专注于对对象的解剖组织进行成像。这类成像一般称为分子成像。生理活动的细微变化会导致微微摩尔级别下的特定物质的分子浓度的变化，并能够提供疾病的早期警兆。检测这种变化需要高度灵敏的成像技术。
当前，一种成熟的分子成像方式使用核药剂，其中将(以特定目标区域为目标)放射性药物注入到病人体中。放射性药物的衰变用来构建该试剂(agent)的生物分布的图像。虽然这种方法相当灵敏，但是其在空间分辨率和解剖配准度(registration)方面受到限制，并且还具有使病人和医生曝于辐射的缺点。
光学成像是一种替换形式的分子成像，其通过令某些波长的光进入病人体而进行操作。举例来说，光学成像通常工作在波谱的近红外部分。次表面光学成像的优点包括高分辨率的视觉图像和图像的易解释性。然而这种技术的范围仍限制于对身体的表面进行成像。用于次表面成像的这种型式的种种限制是由于光吸收和光散射。对于次表面成像来说，光学成像具有相对较低的空间分辨率和解剖配准度。
与功能成像相反，超声成像是一种用于快速获得病人解剖组织的图像的成熟型式。在操作中，超声成像系统将超声波发射到对象中，并随后接收在具有不同声阻抗的组织间的界面处生成的反射波。可以基于反射波的到达时间和近似速度来计算组织的位置。这样，超声成像系统可以识别某些解剖组织的形状和位置。虽然这种技术具有固有的优点(例如减少病人等待时间、更快的检查程序等等)，但是这种技术的主要缺点是高图像噪声。为此，为了正确的诊断，对图像的解释需要相当的技巧。
鉴于这些不同成像型式的优缺点，需要一种技术来组合功能成像型式(例如光学成像)的高分子灵敏度和解剖成像型式(例如超声成像)的空间分辨率。
发明内容
简而言之，根据本发明的一个方面，用于组合型式成像系统的对比剂包括可变形颗粒，其具有响应于来自组合型式成像系统的发射而改变的几何形状。该可变形颗粒还包括适于发射电磁辐射的荧光组件，和与该荧光组件分开的、适于吸收来自该荧光组件的部分电磁辐射的消光组件。
根据本发明的另一方面，组合型式成像系统包括第一型式的第一成像装置和第二型式的第二成像装置，其中第二型式与第一型式不同。第一和第二成像装置都适于与对比剂相互作用，其中对比剂适于容纳在对象中。对比剂包括可变形颗粒，其具有响应于来自第一成像装置的发射而改变的几何形状。该可变形颗粒还包括适于发射可由第二成像装置检测的电磁辐射的荧光组件，和基于所述几何形状而与该荧光组件分开一段距离、并适于吸收来自荧光组件的部分电磁辐射的消光组件。
根据本发明的另一方面，一种使用组合型式成像系统的方法包括利用包含可变形颗粒的对比剂溶液来对诊断对象进行诊断。可变形颗粒包括适于发射可由基于电磁辐射的成像装置检测的电磁辐射的荧光组件和基于所述可变形颗粒的几何形状而与该荧光组件分开一段距离的消光组件，其中该消光组件适于吸收由该荧光组件发射的部分电磁辐射。该消光组件还可以通过一种荧光共振能量传递机制来实施能量传递，而无需从荧光组件发射电磁辐射。使用组合型式成像系统的方法还包括：从超声成像系统向对象身上的所关心区域中的超声探头的所关心区域上施加超声波，使用电磁激励源在所关心区域上施加电磁辐射，使用超声探头来检测所反射的超声信号，使用电磁辐射检测器检测来自对比剂的电磁辐射，处理所检测的超声信号和电磁辐射以便获得两个分开的、但是协同配准的(co-registered)图像，以及最终显示来自所述组合型式成像系统的图像。
附图说明
当参照附图阅读下面的详细说明时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更容易理解，在所有附图中，相同的附图标记代表相同的部件，其中：
图1是根据本技术各方面的组合型式成像系统的图示；
图2是用于图1的多型式成像系统的超声成像系统的图示；
图3是用于图1的多型式成像系统的光学成像系统的图示；
图4是组合型式成像系统的一种替换实现方式的图示，其中一个单个单元包括超声探头、在超声探头一侧的电磁激励源和在超声探头对侧的电磁辐射检测器；
图5是组合型式成像系统的另一种替换实现方式的图示，其中一个单个单元包括超声探头和位于超声探头相对两侧的电磁辐射检测器；
图6是用于多型式成像系统的对比剂的一个实施例的图示，其中多个荧光组件-消光组件对附着在可变形颗粒的外表面；
图7是用于多型式成像系统的对比剂的一个替换实施例的图示，其中多个荧光组件-消光组件对附着在可变形颗粒的内表面；
图8是用于多型式成像系统的对比剂的另一个替换实施例的图示，其中多个荧光和消光组件被布置在可变形颗粒的壳内；
图9是用于多型式成像系统的对比剂的再一个实施例的图示，其中多个荧光和消光组件被布置在围绕一个中心可压缩核的、一个包含另一个的单独的壳中；
图10是说明根据本技术各实施例的、在超声波和布置于对象内的单个对比剂颗粒之间的相互作用的图示；
图11是说明根据本技术各实施例的、在电磁辐射和布置于对象内的单个对比剂颗粒之间的相互作用的图示；
图12是说明根据本技术各实施例的、在超声波、电磁辐射和布置于对象内的单个对比剂颗粒之间的组合相互作用的图示；
图13是说明根据本技术各实施例使用组合型式成像系统的示例方法的流程图；
图14是说明根据本技术各方面来操作对比剂的示例方法的流程图。
具体实施方式
现在转到附图，首先参照图1，组合型式成像系统10被示意地说明为包括第一成像型式12、第二成像型式14、注入了对比剂18溶液的对象16以及能够显示来自第一和第二成像型式的图像的显示系统20。对比剂18一般聚集在所关心区域(例如肿瘤)中，以便增强对那些所关心区域的成像。如下面将要详细讨论的那样，对比剂18的某些实施例包括可变形颗粒，所述可变形颗粒具有荧光组件和偏离该荧光组件的消光组件，以使得可变形颗粒的几何形状的变化会改变荧光和消光组件之间的距离。结果，发射自对比剂18的电磁辐射随着荧光和消光组件之间的距离而变化。更长的距离导致发射相对更多的电磁辐射，而较短的距离导致相对较少的辐射。在操作中，在辐射发射和距离之间的这一相关性也称作Forster共振能量传递，其有助于对发射自对比剂18的辐射的定位。
根据本技术的各方面，第一成像型式12将期望频率下的压力波24集中在对象16的所关心区域22上，并且检索来自所关心区域22的反射压力波26，以便获得图像。举例来说，第一成像型式12的一个实施例包括超声探头32，该超声探头32在所关心区域22内发射和接收超声波。在所关心区域22中，压力波24起到改变对比剂18的几何形状的作用，借此在压力波24的频率处调制由对比剂18发射的荧光。第二成像型式14的各实施例检测这一荧光调制，以便生成基本上基于焦点区域22而定位的光学分子图像。在操作中，第二成像型式14向所关心区域22发射电磁辐射28，然后利用第一成像型式12、对比剂18和电磁辐射28之间的相互作用来生成图像。显示系统20可以分开地显示来自两个不同型式的图像或者将其显示为合成图像，其中各图像被彼此叠加起来。本技术组合了功能成像型式(例如光学成像)的高分子灵敏度的优点和解剖成像型式(例如超声成像)的高空间分辨率的优点，以便改善图像质量和诊断。
图2说明了作为超声系统30的第一成像型式12的示例，该超声系统30包括超声探头32、数据获取和处理模块34、操作员接口36、打印机模块38和显示模块40。
在操作中，超声探头32向对象16身上的所关心区域发送和接收超声波42。根据本技术的各方面，超声探头32包括超声传感器、压电晶体、光声传感器和微机电系统装置(例如电容性微机械超声传感器(cMUT))的至少其中一个。超声领域的普通技术人员将了解，超声波42在传输、反射和折射方面遵循几何光学定律。相对高频的超声还便于超声波42的相对集中的目标导向。在超声系统30的操作期间，从对象反射的超声波42与所发射的超声波相比，携带有关于各种组织、器官、肿瘤以及解剖结构的厚度、大小和位置的信息。在某些实施例中，超声探头32可以是手持式的，或者是使用机器人组件机械定位的。
数据获取、控制和处理模块34向超声探头32发送和接收信息。该模块控制由超声探头32发射的超声波42的强度、宽度、持续时间和频率，并且对包含在反射自焦点区域22的超声波42中的信息进行解码，以便辨别电信号和电子信号。一旦获得所述信息，就重建位于超声探头32的所关心区域22内的目标的图像。
操作员接口36可以包括键盘、鼠标以及其它用户交互装置。操作员接口36可以用来定制超声检查的设置，以及用于实施系统级别的配制改变。操作员接口36连接到数据获取、控制和处理模块34以及打印机模块38。打印机模块38用于以灰度或颜色来产生所获得的超声图像的硬拷贝。显示模块40用于呈现基于来自数据获取和处理模块34的数据而重建的、在对象16身上的所关心区域22内的目标的图像。
图3说明根据本技术各实施例的示例光学成像系统44。在某些实施例中，光学成像系统44结合图2的超声成像系统30进行操作。所示的光学成像系统44包括电磁激励源46、电磁辐射检测器48、数据获取和控制模块50、数据处理模块52、操作员接口54、显示模块56和打印机模块58。如下面所详细讨论的那样，光学成像系统44记录超声系统30、注入并位于对象16的所关心区域22内的对比剂18的溶液以及来自电磁激励源46的电磁辐射之间的相互作用。
所示的电磁激励源46具有固态发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、激光器、白炽灯、卤素灯、电弧灯以及任何其它适当光源的至少其中之一。举例来说，电磁激励源46可以在约300纳米和约2微米之间的范围内发射辐射，该范围与荧光组件的吸收波长相匹配。电磁激励源46的某些实施例发射这样的电磁辐射，其强度可以是时不变的、正弦变化、脉冲变化或时变的。所述电磁辐射也可以包括单一波长或者覆盖从约300纳米到约2微米波谱的许多波长。例如光纤或光纤束的光纤信道也可用于提供从电磁激励源46到焦点区域22的照射。
所示的电磁辐射检测器48具有光电倍增管、充电耦合装置、图像强化器、光电二极管、雪崩光电二极管以及能够将电磁辐射的时变通量转换成时变电信号的任何适当装置的至少其中之一。光纤阵列可以从电磁辐射检测器46延伸到焦点区域22的附近，以便收集电磁辐射。举例来说，可以将光纤直接安放在对象16上，或者将其安放得接近对象16的表面。
所示的数据获取和控制模块50向电磁激励源46发送控制信号，并且从电磁辐射检测器48接收光信号。数据获取和控制模块50还与数据处理模块52以及用户接口模块54进行通信。数据处理模块52使用从电磁辐射检测器48获得的信息来重建图像。用户接口模块54用于对光学成像系统44的配置做出改变，以及用于向显示模块56和打印机模块58提供控制命令。
在某些实施例中，组合型式成像系统10包括上面详述的超声和光学成像系统二者的功能。图4和5是此类组合型式成像系统的示侧实施例。图4的实施例包括一个单个单元，其具有位于该单个单元中心的超声成像系统30的超声探头32，以及位于该单个单元相对两侧的光学成像系统44的电磁激励源46和电磁检测器48。图5的实施例包括一个单个单元，其具有位于该单个单元中心的超声成像系统30的超声探头32，以及位于该超声探头32相对两侧的光学成像系统44的一对电磁辐射检测器48。
如下面参照图6-9所描述的那样，前述成像系统10、30和44与对比剂的多种不同实施例相互作用。图6是对比剂18的一个实施例64的图示，其包括可变形颗粒，该可变形颗粒包括壳66和布置在壳66内的内部物质68。该可变形颗粒还包括一个或多个荧光组件70-消光组件72对，其中每个组件附着在可变形颗粒的外表面。图7是对比剂18的一个替换实施例76的图示，其包括可变形颗粒，该可变形颗粒包括壳66和布置在壳66内的内部物质68。该可变形颗粒还包括布置在壳66内的至少一个荧光组件70-消光组件72对，其中每个组件借助于联结器组件74附着在可变形颗粒的内表面。图8是对比剂18的另一个替换实施例78的图示，其包括一个可变形颗粒，其中多个荧光组件70-消光组件72对形成该可变形颗粒的壳66。图9是对比剂18的又一个替换实施例80的图示，其中至少一个荧光组件70和消光组件72被分开地布置在该可变形颗粒的多个层中，并且内壳包括一个可压缩核。在前述每一个实施例中，声波42(例如超声波)改变可变形颗粒的几何形状，从而改变荧光组件-消光组件对之间的距离。下面所讨论的各图进一步描述了对比剂18的成分和与图2所示的超声成像系统30和图3所示的光学成像系统44之间的相互作用。
可变形颗粒的壳66包括聚合物、蛋白质和两性(amphiphilic)分子的至少其中之一。两性物质是既有憎水区域又有亲水区域的物质，例如表面活性剂。该术语适用于诸如磷脂之类的小分子。双性分子至少包括一种离子性质或一种非离子性质的表面活性剂，其中该表面活性剂至少包括一个功能团，该功能团提供反应处理以用于连续的化学改性。壳66的各组件包括至少一个包含反应处理的功能团以用于进一步的化学改性。布置在壳66内的内部物质68是可压缩的，并且在某些实施例中可以包括空气、六氟化硫、全氟化碳、泡沫材料、气体前驱物和聚合物的至少其中之一。荧光组件70包括荧光染色剂。举例来说，荧光染色剂可以包括靛青绿(ICG)、青蓝5.5(CY5.5)、青蓝7.5(CY7.5)、荧光黄、罗丹明、黄色荧光蛋白(YFP)、绿色荧光蛋白(GFP)、异硫氰酸荧光黄(FITC)及其衍生物。消光组件72包括至少一个已知的消光物及其衍生物。上面提到的荧光组件在适当的分子浓度和间距特征处对于该荧光组件来说可以是自消光(selfquenching)的。对比剂18还可以包括一种结合到可变形颗粒的化学物质，其中该化学物质优先地与特定的生化标记结合。这意味着对比剂可以主动地以异常组织为目标，这是通过基于异常组织和正常组织之间的差异而优先聚集。举例来说，生化标记可以包括单克隆抗体、抗体片段(例如禽腺病毒(FAV)、抗体构造)、多肽、其它小有机分子以及它们的组合。
荧光组件70具有这样的属性：它吸收一个入射波长的电磁辐射并发射一个更长波长的电磁辐射。消光组件72具有这样的属性：它吸收由荧光组件70发射的波长的电磁辐射。荧光组件70的一个功能是最大化从超声探头32的焦点区域22输出的光。消光组件72的一个功能是，通过最小化由不在对象16上所关心区域附近的颗粒所产生的荧光来最大化信噪比。如果荧光组件70和消光组件72之间的距离小于一个特征距离，并且来自电磁激励源46的电磁辐射入射在对象16上的所关心区域上，则(在吸收了来自图3所示的电磁激励源46的入射电磁辐射之后)由荧光组件70发射的电磁辐射被消光组件72消光。当消光组件72吸收由荧光组件70发射的大部分电磁辐射时，消光发生。消光也可以通过荧光共振能量传递机制而发生，其中消光组件72吸收来自荧光组件70的能量，而无需从荧光组件70发射任何电磁辐射。结果，从对比剂18输出微弱的光，其不足以被电磁辐射检测器48所检测。此时，称对比剂18处于OFF(关闭)状态。处于其OFF状态的对比剂的典型尺寸是直径小于15微米。如果荧光组件70和消光组件72之间的间距至少超过该特征距离(称为Forster距离)并且来自电磁激励源46的电磁辐射入射在对象16的焦点区域22上，则由荧光组件70发射的电磁辐射将不被消光组件72吸收，并且对比剂18将会输出光。在这一状态下，称对比剂18处于ON(打开)状态。
当对比剂18经受来自图2所示的所提出的超声成像系统30的超声波42时，荧光组件70和消光组件72之间的间距增加。在诸如来自超声成像系统30的超声波42的声压的影响下，对比剂18的几何形状发生变化。在某些实施例中，超声波42增加对比剂18的体积。由于超声波42的脉冲性质，对比剂18发生重复的压缩和扩张，这导致体积变化，在某些实施例中，这一体积变化可以是300％的量级。体积的变化导致荧光组件70和消光组件72之间间距的变化。因此，每次超声波42与对比剂18发生相互作用时就会有对光输出的调制。因此，该光输出使得所提出的光学成像系统44的数据获取和控制模块50能够通过电磁辐射检测器48来收集光学数据以及利用数据处理模块52来处理光学数据。光学成像系统44的数据处理模块52计算该光学数据，以便获得与来自图2所示的超声系统30的超声图像协同配准的光学图像。
图10是根据本技术各实施例的、来自超声成像系统30的超声波42与单个对比剂18之间的相互作用的示例说明。在超声波42击中对比剂18之前，对比剂18处于基态(ground state)(或未激励状态)82，其中荧光组件70和消光组件72之间的间距小于所述特征距离。当超声波42击中对比剂18时，由于对比剂18的前述特性，对比剂18的几何形状发生改变，从而增加了荧光组件70和消光组件72之间的间距。此时，对比剂18处于激励阶段84，其中荧光组件70和消光组件72之间的间距至少超过所述特征距离。
图11是根据本技术各实施例的、单个对比剂18和来自光学成像系统44的电磁激励源46之间的相互作用的示例说明。电磁激励源46发射约300纳米和约2微米范围之间的电磁辐射86，其匹配于对比剂18的吸收波长。荧光组件70吸收该入射电磁辐射86，并发射一个更长波长的电磁辐射88。然而，由于对比剂处于其未激励状态82，所以荧光组件70和消光组件72之间的距离小于所述特征距离，并且在两个组建之间的能量传递最大。由于有最大的能量传递，所以消光组件72吸收由荧光组件70发射的电磁辐射88，并且来自对比剂18的电磁辐射形式的输出比较微弱。
图12说明了根据本技术各实施例的、上述超声和光学成像型式与对比剂18的组合相互作用。在操作中，来自电磁激励源46的电磁辐射86入射在超声探头32的焦点区域22中的对比剂18上。首先，来自超声探头32的超声波42击打对比剂18，借此使得对比剂18的状态从OFF状态82改变到ON状态84，导致对比剂18的可变形颗粒的膨胀。如上所述，这一膨胀使得荧光组件70和消光组件72之间的间距增加。因为电磁辐射86入射在已激励的对比剂84的荧光组件70上，光学成像系统44的电磁辐射检测器48检测由对比剂18发射的电磁辐射形式的输出88。在本技术的一个替换实施例中，当经受超声脉冲时，对比剂18可以有不同的性能，这一点如下所述。考虑当对比剂经受超声脉冲时的情况。具体来说，在此替换实施例中，对比剂可以以这样一种方式改变几何形状，其中对比剂的体积随着穿过对比剂18的每个超声波而增加。当超声波42被关掉时，对比剂18的体积并不立即收缩回其原始状态。相反，对比剂18的体积其几何形状逐渐减小，直到达到其基态。
图13说明根据本技术各实施例使用图1所示的组合型式成像系统10的示例方法。该方法包括在步骤90将对比剂18注入对象16内。在足够的时间量之后，对比剂18流过对象16，直到所关心区域22，在那里执行成像以帮助诊断。在步骤92，如上所述，来自组合型式成像系统10的输入(超声波和电磁辐射)被施加到对象16的焦点区域22上。对比剂18以在上面章节所述的方式与超声成像系统30和光学成像系统44相互作用。在步骤94，组合型式成像系统10检测由对比剂18的多个荧光组件70发射的电磁辐射以及反射自对象的焦点区域的超声波42。在一个实施例中，这允许利用对比剂浓度同时绘制而获得来自超声成像系统12的射线照相超声图像，该对比剂浓度用由对比剂18发射的电磁辐射强度来测量，并由光学成像系统14中的电磁辐射检测器48检测。该电磁辐射强度可以是所接收的已调制强度，或者它也可以是基于对由任何中间组织或器官造成的衰减进行估计的修改后的强度。最后，在步骤96，显示来自第一成像型式12和第二成像型式14的协同配准的图像。该显示可以是分开的显示，或者是合成的显示，其中来自两个不同型式的图像彼此叠加。
图14说明根据本技术某些实施例的、对于对比剂(例如如图6-9中所示)和组合型式成像系统的操作方法。对比剂包括可变形颗粒，该可变形颗粒具有响应于来自组合型式成像系统(例如如图1所示)的发射而变化的几何形状。该可变形颗粒包括至少一个荧光组件和消光组件。
在步骤98，对比剂18初始地聚集在对象16身上的所关心区域22中。在步骤100，对比剂18响应于超声和电磁辐射而激励或变得受激。举例来说，来自组合型式成像系统10的电磁辐射形式的输入28可以被施加在包含对比剂18的所关心区域22上，这样就从荧光组件70发射电磁辐射。消光组件吸收一部分由荧光组件70发射的电磁辐射。如上面详细讨论的那样，吸收量取决于荧光组件和消光组件之间的间距。该间距由可变形颗粒的几何形状决定。
此外，在步骤100，当超声波形式的输入被导向所关心区域22时，可变形颗粒的几何形状发生改变，导致荧光组件和消光组件之间的间距改变。步骤102代表依赖所述间距作为确定对比剂18是否发射电磁辐射的因素。如果该间距至少等于被称为Forster距离的特征距离，则流程前进到步骤104。荧光组件70发射不由消光组件72吸收的电磁辐射。如步骤106中所示，对比剂18发射可由电磁辐射检测器检测的电磁辐射。如果该间距小于Forster距离，则流程从步骤100前进到步骤110。在这一阶段，从荧光组件发射的电磁辐射被消光组件通过上面详述的任一消光机制消光。
在步骤112，可以适当地修改来自组合型式成像系统的超声波32，以便增加所述间距。此外，在步骤112，可以修改来自电磁激励源46的电磁辐射的波长以有助于荧光组件的最大吸收。步骤108代表连续获取数据而不管是否从对比剂发射电磁辐射。重复这一过程，直到已获取足够的数据。
根据本技术的某些实施例，制造(例如如图6-9所示的)对比剂的方法可以包括下面所详细讨论的步骤。对比剂18包括可变形颗粒，该可变形颗粒具有壳66和内部物质68以及至少一个荧光组件70和消光组件72。该方法包括使用一个模板(template)作为临时的核，其便于制造尺寸均匀的对比剂。在某些实施例中，可以通过形成共价键而将壳66组装在模板上，所述共价键例如可通过经由蛋白质的部分变性(denaturation)的交叉联结、与多功能衔按物(linker)的交叉联结、与聚合团的交叉联结或其任意组合而形成。或者，在其它实施例中，壳66可以通过至少一个非共价相互作用而稳定，诸如憎水性相互作用、亲水性相互作用和离子相互作用。所述共价键具有生物可降解联结和非生物可降解联结的至少其中之一。然后通过化学调节处理(chemical conditioning)和加热的至少其中之一，从已稳定的壳中去除所述模板。于是形成可变形颗粒。允许引入进一步改性可变形颗粒的包含功能处理的各个组件。这些功能处理利于将荧光组件70和消光组件72附着到壳66。或者，在另一个实施例中，荧光组件70和消光组件72可以直接附着到壳66。荧光组件70和消光组件72中的一个被引入可变形颗粒，以用于形成对比剂18。
虽然只说明和描述了本发明的某些特征，但本领域熟练技术人员将想到许多修改和改变。因此，应该理解，所附权利要求书意欲包含落入本发明真实范围内的所有此类修改和改变。

Claims (10)

1.一种用于成像系统(10)的对比剂(18)，包括：
具有响应于来自该成像系统的发射而改变几何形状的可变形颗粒，该可变形颗粒包括：
适于发射电磁辐射(28)的荧光组件(70)；和
基于所述几何形状而与该荧光组件(70)分开一段距离的消光组件(72)，其中消光组件(72)适于吸收来自该荧光组件(70)的一部分电磁辐射(28)。
2.如权利要求1所述的对比剂(18)，其中可变形颗粒包括具有内部物质(68)的壳(66)。
3.如权利要求2所述的对比剂(18)，其中壳(66)包括多个荧光组件(70)和消光组件(72)。
4.如权利要求2所述的对比剂(18)，其中内部物质(68)包括荧光组件(70)和消光组件(72)。
5.如权利要求2所述的对比剂(18)，其中壳(66)包括荧光组件(70)或消光组件(72)的其中之一，而内部物质(68)包括荧光组件(70)或消光组件(72)中的另一个。
6.一种组合型式成像系统(10)，包括：
第一型式(12)的第一成像装置；和
与第一型式(12)不同的第二型式(14)的第二成像装置，其中第一和第二成像装置都适于与对比剂(18)相互作用，该对比剂(18)适于被容纳在对象(16)内，该对比剂(18)包括：
具有响应于来自第一成像系统的发射而改变几何形状的可变形颗粒，该可变形颗粒包括：
适于发射可由第二成像系统检测的电磁辐射(28)的荧光组件(70)；和
基于所述几何形状而与该荧光组件(70)分开一段距离的消光组件(72)，其中消光组件(72)适于吸收部分电磁辐射(28)。
7.如权利要求6所述的组合型式成像系统(10)，其中第一成像装置包括超声成像装置(30)。
8.如权利要求6所述的组合型式成像系统(10)，其中第二成像装置包括光学成像装置(44)。
9.一种操作对比剂(18)的方法，该方法包括：
将对比剂(18)集中在对象(16)内的所关心区域(22)，该对比剂(18)包括可变形颗粒，该可变形颗粒具有荧光组件(70)以及基于该可变形颗粒的几何形状而与该荧光组件(70)分开一段距离的消光组件(72)；
响应于来自基于电磁辐射的成像装置的发射，从荧光组件(70)发射电磁辐射(28)；
响应于超声成像装置(30)的压力波(24)，增大可变形颗粒的几何形状；以及
响应于可变形颗粒的几何形状的增大，由消光组件(72)逐渐减少地吸收由荧光组件(70)发射的部分电磁辐射(28)。
10.一种制造用于成像系统的对比剂(18)的方法，该方法包括：
围绕临时的核构建壳(66)；
将所述壳(66)稳定化；
去除该临时的核以形成对比剂(18)的可变形颗粒；以及
将荧光组件(70)和消光组件(72)引入该可变形颗粒，使得消光组件(72)基于该可变形颗粒的几何形状而与该荧光组件(70)分开一段距离，其中消光组件(72)适于吸收由荧光组件(70)响应于光学成像系统的激励而发射的部分电磁辐射。
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