一種基于多譜光聲成像的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于多譜光聲成像的裝置，包括半導(dǎo)體激光器組、半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)模塊、超聲傳感器、可變?cè)鲆娣糯笃鹘M、多路選擇器模塊、濾波模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和計(jì)算模塊，所述半導(dǎo)體激光器組的兩個(gè)波長不等的半導(dǎo)體激光器交替放光，通過光纖照射在測(cè)試對(duì)象的特定區(qū)域，激發(fā)出的超聲信號(hào)被多個(gè)位置上傳感器采集，通過可變?cè)鲆娣糯笃骱?，使用采集速度為高速?shù)據(jù)采集卡送入計(jì)算模塊中進(jìn)行圖像重建及分析處理。本實(shí)用新型能夠?qū)︶t(yī)學(xué)研究中腫瘤的早期診斷和療效觀察、基因的表達(dá)、心血管疾病的檢測(cè)等提供影像學(xué)上的幫助以及血紅蛋白濃度、血氧飽和度等定量信息。
【專利說明】一種基于多譜光聲成像的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)成像裝置，具體涉及一種基于多譜光聲成像的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]光聲成像是近年發(fā)展起來的一種新型無損成像技術(shù)，其物理基礎(chǔ)是Bell在1880年發(fā)現(xiàn)的光聲效應(yīng):當(dāng)光子被物體吸收轉(zhuǎn)化為熱時(shí)，物體溫度快速提升而導(dǎo)致熱膨脹，從而產(chǎn)生寬頻帶的超聲波，超聲波迅速向組織邊界傳播并可被一個(gè)或多個(gè)超聲換能器接收接到的超聲信號(hào)就可用來定性或定量的重建光聲圖像。
[0003]光聲成像結(jié)合了純光學(xué)成像的高對(duì)比度特性和純超聲成像的高穿透深度特性，可以提供高分辨率與高對(duì)比度的組織成像。在光聲成像過程中，通常使用激光作為激勵(lì)源照射組織，從而激發(fā)出兆赫茲級(jí)的超聲信號(hào)作為信息載體，對(duì)采集到的一組聲信號(hào)進(jìn)行圖像重建以得到組織內(nèi)部的電磁吸收分布圖像。由于生物組織中的光吸收系數(shù)的差異，光聲成像可以有效地用來進(jìn)行結(jié)構(gòu)成像、功能成像，利用外源性的造影劑也可以得到分子成像的信息，為腫瘤診斷提供更好的靈敏度和特異性。
[0004]國際上Kruger等人在1995年首次將光聲效應(yīng)應(yīng)用于生物組織成像領(lǐng)域，并借用CT的濾波反投影算法進(jìn)行成像；最早的精確成像算法是由Wang等從時(shí)域和頻域分別解出了光聲成像的波動(dòng)方程，提出了圓周掃描、平面掃面和圓柱掃描三種情況下的時(shí)域重建法和頻域重建法；Paul等人提出了傅里葉變換重建法，在2005年實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、活體的光聲成像系統(tǒng)。國內(nèi)從事光聲成像方面的研究由2000年開始，其中包括華南師范大學(xué)的邢達(dá)小組和天津大學(xué)的王瑞康小組，他們分別在光聲成像系統(tǒng)的構(gòu)建、光聲信號(hào)的采集、圖像重建算法等方面取得了許多的研究成果。上述的這些研究中用到激光源的均為單波長，而目前的研究趨勢(shì)為使用多波長的激發(fā)源進(jìn)行多光譜成像，這樣可以使得光聲成像進(jìn)一步用來解析外源性熒光探針、生物標(biāo)記以及其它內(nèi)源性和外源性的發(fā)色團(tuán)，從背景組織的吸收中區(qū)分關(guān)鍵表達(dá)試劑的特定光譜信號(hào)，利用具有分子特異性的報(bào)告基因，將光聲成像技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用于分子成像領(lǐng)域。
[0005]中國發(fā)明專利CN102306385A公開了一種任意掃描方式下光聲成像的圖像重建方法，該技術(shù)方案未涉及多光譜成像；中國發(fā)明專利CN103637808A的專利公開了一種光聲成像裝置，用于測(cè)量血氧飽和度，其中僅闡述了對(duì)于血氧飽和度的檢測(cè)和計(jì)算方法，未涉及其它參數(shù)的檢測(cè)以及多光譜成像的算法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種基于多譜光聲成像的裝置，能夠?qū)︶t(yī)學(xué)研究中腫瘤的早期診斷和療效觀察、基因的表達(dá)、心血管疾病的檢測(cè)等提供影像學(xué)上的幫助以及血紅蛋白濃度、血氧飽和度等定量信息。
[0007]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于多譜光聲成像的裝置，包括半導(dǎo)體激光器組、半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)模塊、超聲傳感器、可變?cè)鲆娣糯笃鹘M、多路選擇器模塊、濾波模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和計(jì)算模塊，所述半導(dǎo)體激光器組包括波長不等的第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器，所述第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器交替發(fā)光且光源出射方向分別指向測(cè)試對(duì)象，所述超聲傳感器設(shè)于測(cè)試對(duì)象附近，所述超聲傳感器的信號(hào)輸出端連接到可變?cè)鲆娣糯笃鹘M輸入端，所述可變?cè)鲆娣糯笃鹘M的輸出端連接到多路選擇器輸入端，所述多路選擇器的輸出端連接到濾波模塊輸入端，所述濾波模塊輸出端連接到數(shù)據(jù)采集模塊輸入端，所述數(shù)據(jù)采集模塊與計(jì)算模塊連接，控制模塊的輸入端分別連接到計(jì)算模塊和半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端，所述控制模塊的輸出端連接到多路選擇器的輸入端，所述計(jì)算模塊的輸出端連接到半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端，所述半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端分別連接到第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器的信號(hào)輸入端。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器的波長分別為750nm 和 790nm。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器通過光纖照射到測(cè)試對(duì)象上。
[0010]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0011]1.本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體激光器作為光源進(jìn)行成像，激光二極管的體積小、成本較低，提高了裝置的靈活性。
[0012]2.本實(shí)用新型的半導(dǎo)體激光器波長不等，通過兩個(gè)半導(dǎo)體激光器的交替發(fā)光實(shí)現(xiàn)多譜成像。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是實(shí)施例一中本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0015]實(shí)施例一:參見圖1所示，一種基于多譜光聲成像的裝置，包括半導(dǎo)體激光器組、半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)模塊、超聲傳感器、可變?cè)鲆娣糯笃鹘M、多路選擇器模塊、濾波模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和計(jì)算模塊，所述半導(dǎo)體激光器組包括波長不等的第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器，波長分別為750nm和790nm，所述第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器交替發(fā)光且通過光纖分別照射到測(cè)試對(duì)象上，所述超聲傳感器設(shè)于測(cè)試對(duì)象附近，所述超聲傳感器的信號(hào)輸出端連接到可變?cè)鲆娣糯笃鹘M輸入端，所述可變?cè)鲆娣糯笃鹘M的輸出端連接到多路選擇器輸入端，所述多路選擇器的輸出端連接到濾波模塊輸入端，所述濾波模塊輸出端連接到數(shù)據(jù)采集模塊輸入端，所述數(shù)據(jù)采集模塊與計(jì)算模塊連接，控制模塊的輸入端分別連接到計(jì)算模塊和半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端，所述控制模塊的輸出端連接到多路選擇器的輸入端，所述計(jì)算模塊的輸出端連接到半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端，所述半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端分別連接到第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器的信號(hào)輸入端。
[0016]測(cè)試過程中，兩個(gè)半導(dǎo)體激光器交替發(fā)光，通過光纖照射在測(cè)試對(duì)象的特定區(qū)域，激發(fā)出的超聲信號(hào)被多個(gè)位置上的傳感器采集，通過可變?cè)鲆娣糯笃骱?，使用采集速度為高速?shù)據(jù)采集卡送入計(jì)算模塊中進(jìn)行圖像重建及分析處理。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多譜光聲成像的裝置，其特征在于:包括半導(dǎo)體激光器組、半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)模塊、超聲傳感器、可變?cè)鲆娣糯笃鹘M、多路選擇器模塊、濾波模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和計(jì)算模塊，所述半導(dǎo)體激光器組包括波長不等的第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器，所述第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器交替發(fā)光且光源出射方向分別指向測(cè)試對(duì)象，所述超聲傳感器設(shè)于測(cè)試對(duì)象附近，所述超聲傳感器的信號(hào)輸出端連接到可變?cè)鲆娣糯笃鹘M輸入端，所述可變?cè)鲆娣糯笃鹘M的輸出端連接到多路選擇器輸入端，所述多路選擇器的輸出端連接到濾波模塊輸入端，所述濾波模塊輸出端連接到數(shù)據(jù)采集模塊輸入端，所述數(shù)據(jù)采集模塊與計(jì)算模塊連接，控制模塊的輸入端分別連接到計(jì)算模塊和半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端，所述控制模塊的輸出端連接到多路選擇器的輸入端，所述計(jì)算模塊的輸出端連接到半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端，所述半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端分別連接到第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器的信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多譜光聲成像的裝置，其特征在于:所述第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器的波長分別為750nm和790nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多譜光聲成像的裝置，其特征在于:所述第一半導(dǎo)體激光器和第二半導(dǎo)體激光器通過光纖照射到測(cè)試對(duì)象上。
【文檔編號(hào)】A61B8/00GK203988124SQ201420303288
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】胡丹峰, 王加俊, 鄒瑋, 方二喜 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)