[發明專利]用于乳腺癌或顱腦損傷診斷的激發與三維傳感一體化裝置

無效

• 申請號: 201010137071.8
• 申請日: 2010-04-01
• 公開（公告）號: CN101822549A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 曾呂明;劉國棟;楊迪武;徐景坤
• 申請（專利權）人: 江西科技師范學院
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及生物醫學測量和醫療器械技術領域，具體涉及一種用于乳腺癌或顱腦損傷診斷的激發與三維傳感一體化裝置。

背景技術

乳腺癌全球發病率較高的惡性腫瘤，現在我們國家有些城市的乳腺癌已經占到女性腫瘤發病的第一位，如上海和武漢，而北京、天津、哈爾濱等城市也已經占到第二位，因此乳腺癌對人類生命健康的威脅不容小覷。顱腦部位的損傷是一類常見的外傷，在我國每年因交通事故死亡人數均超過10萬人，每1分鐘都會有一人因為交通事故而傷殘，其中顱腦損傷占一半以上。因此，快速、準確地反映乳腺或顱腦的生理、病理狀況，尤其是早期腫瘤和微小的損傷，對疾病的診斷、治療至關重要。除了光學、聲學、核磁共振成像技術外，新的成像技術也不斷被應用到乳腺或顱腦的醫學檢測中；而且傳統二維成像正在向三維成像發展。

熱聲成像技術是以脈沖微波作為成像激發源，基于生物組織內部微波熱吸收差異導致激發出不同強度的熱致超聲回波的特性，以超聲作為信息載體的非電離化的新興醫學成像方法。它有效的結合了純微波成像的高對比度和純聲學成像的高穿透深度的優點，可實現厘米量級探測深度和微米量級成像精度的組織影像，具有完全非侵入性、無損性、非電離化輻射等突出特性，被認為將發展為新一代的醫學成像技術，成為非常有效的腫瘤和其它組織病變的早期診斷方法。由于微波的吸收率直接與某些生物組織結構功能特性如離子電導率和水分含量相關，所以通過重建出組織對電磁波吸收或熱聲壓力的分布，即能夠反映出生物體生理與病理狀態變化的信息。

2000年Kruger等分別報道了將64個單元探頭在極坐標系中以固定極角螺旋形的依次間隔稀疏排列在一個半球面上接收熱聲信號的三維熱聲成像方法(R.A.Kruger，K.K.Kopecky，A.M.Aisen，D.R.Reinecke，G.A.Kruger，and?W.L.Kiser，“Breast?Cancer?in?Vivo：Contrast?Enhancement?with?Thermoacoustic?CT?at?434MHz-Feasibility?Study，”Radiology，216(1)，279-283，2000.)；該方式雖然不需要機械掃描即可實現三維熱聲成像，但由于多個單元探頭間距太大且精確定位困難，其加工難度和空間分辨率受到了極大的限制。2001年Xu等報道了采用單元聚焦探頭依次做圓周和線性扇形掃描來實現二維熱聲層析成像(M.H.Xu，G.Ku，and?L.H.Wang，“Microwave-induced?thermoacoustic?tomography?using?multi-sector?scanning，”Med.Phys.，28(9)，1958-1963，2001.)；由于需要同時做兩個方位的機械掃描，其系統穩定性和時間分辨率被極大的降低。尤其需要指出的是，以上熱聲成像方法的信號采集普遍采用單元換能器，通過不同方位以獲得不同方向的熱聲信號，再經復雜算法重建出組織的微波吸收分布，具有系統結構復雜穩定性差、計算量大、耗費時間長等缺點，且難于實現三維的多模式聯合成像，在實際應用中顯然存在相當大的局限性，無法滿足實際臨床的需求。

發明內容

為解決現有技術中的上述問題，本發明的目的是提供一種用于乳腺癌或顱腦損傷診斷的激發與三維傳感一體化裝置，從而能夠實現早期乳腺癌檢測和顱腦損傷診斷等領域的熱聲、超聲單個或聯合三維成像。

為實現上述發明目的，本發明采取的技術方案是：

一種用于乳腺癌或顱腦損傷診斷的激發與三維傳感一體化裝置，由聲學單元和熱聲激發單元構成。所述聲學單元包括圓形齒輪、一個或一個以上弧形超聲陣列、內裝有超聲耦合液的碗狀弧形外殼和透過微波的保護膜。所述碗狀弧形外殼的頂部定位同心安裝所述圓形齒輪，碗狀弧形外殼的側壁從頂部到底部鑲嵌弧度與碗狀弧形外殼相匹配的所述弧形超聲陣列，碗狀弧形外殼的底部與所述保護膜密封結合。熱聲激發單元由喇叭天線和波導管組成。所述喇叭天線位于保護膜下方，喇叭天線的底部與所述波導管連接。碗狀弧形外殼的下沿與喇叭天線的上沿轉動連接。

作為本發明的一種實施例，所述碗狀弧形外殼從頂部到底部鑲嵌一個所述弧形超聲陣列。該激發與三維傳感一體化裝置在檢測時，需要至少圍繞被測乳腺或顱腦旋轉180度，才可獲得完備數據的三維熱聲圖像，耗時比較長。

作為本發明的另一種實施例，所述碗狀弧形外殼從頂部到底部鑲嵌三個或三個以上所述弧形超聲陣列。該激發與三維傳感一體化裝置在檢測時，圍繞被測乳腺或顱腦旋轉較小的角度，即可獲得完備數據的三維熱聲圖像；但由于采用了多個弧形超聲陣列，成本較高。