[發明專利]一體化整合的便攜式共焦光聲顯微成像方法及裝置

有效

• 申請號: 201210059108.9
• 申請日: 2012-03-07
• 公開（公告）號: CN102579080A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 邢達;陳重江;袁毅;楊思華
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;A61B5/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

1.一體化整合的便攜式共焦光聲顯微成像裝置，其特征在于：該成像裝置包括掃描頭組件、聲光共焦組件、光能反饋組件、信號采集/傳輸/重建組件及儀器固定/支撐器械組件；

其中，所述掃描頭組件包括光聲激發源和微型X-Y二維振鏡；

所述聲光共焦組件，即為聲光共焦光聲探測器，包括膠合透鏡與中空聚焦超聲換能器，膠合透鏡內嵌在中空聚焦超聲換能器中，生產為一整體，兩者嚴格共軸并共焦點，即膠合透鏡的焦點與中空聚焦超聲換能器的焦點重合；

所述光能反饋組件包括分光鏡、透鏡及光電二極管；

以上所述光聲激發源、二維掃描振鏡與分光鏡、透鏡以及光電二極管以嚴格共軸的結構固定在可移動的暗箱中，該暗箱與聲光共焦光聲探測器通過精密機械接口結合為一整體；

所述信號采集/傳輸/重建組件是由雙通道并行采集卡、同軸電纜、安裝有采集控制及信號處理系統的計算機依次相連組成；儀器固定/支撐器械組件支撐掃描頭組件及光能反饋組件，并使其與聲光共焦組件相連接。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述掃描頭組件中的光聲激發源包括透鏡、針孔和微片激光器；所述微片激光器采用高重復頻率短脈沖微片激光器，型號為HLX-I-F005，微片激光器大小為80×90×104mm³，重復頻率為1Hz～5kHz。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述中空聚焦超聲換能器主頻為1～75MHz。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述精密機械接口為大小為M20×0.7的精密螺紋機械接口；所述雙通道并行采集卡的型號為NI?5224；所述采集控制及信號處理系統是用Labview和Matlab自行編寫的。

5.一種利用權利要求1所述的裝置進行成像的方法，其特征在于包括以下操作步驟：

(1)將聲光共焦光聲探測器安裝在光聲激發源和微型X-Y二維振鏡的掃描頭組件上，使聲光共焦光聲探測器中的中空聚焦超聲換能器下端進入耦合液的深度為5～10mm，盛放耦合液的耦合槽置于樣品的正上方，并使聲光共焦光聲探測器的焦點不偏離樣品表面；

(2)光聲激發源發出脈沖激光，該脈沖激光通過透鏡和針孔后到達光能反饋組件中的分光鏡，脈沖激光經分光鏡分束，一束通過微型X-Y二維振鏡后經過聲光共焦光聲探測器中的膠合透鏡組聚焦，照在樣品上，激發出光聲信號，光聲信號經過耦合槽中的耦合液后被聲光共焦光聲探測器接收；另一束經過光能反饋組件中的透鏡聚焦后的光能量信號用光電二極管接收，產生電信號；

(3)聲光共焦光聲探測器接收的光聲信號和光電二極管產生的電信號被雙通道并行采集卡同時采集并將數據輸入計算機，進行光聲信號的實時能量校正，對每個光聲信號及電信號做歸一化處理，并進行圖像重建；改變微型X-Y二維振鏡X、Y軸的各自偏角使脈沖激光束發生偏轉，對應的在樣品上形成掃描區域，振鏡每偏轉一次，雙通道采集卡就進行一次數據采集；

(4)采集完全部信號后，通過最大值投影的方法重建出組織樣品的光聲顯微二維圖像及三維圖像。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述三維圖像的建立方法是對所有的光聲信號取相同長度并作縱切面投影，再將投影后得到的光聲圖像在三維重建軟件volview3.2上重建三維圖像，在三維重建軟件中旋轉整個三維圖像得到任意視角的三維圖像。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述光聲激發光源激發的脈沖激光波長為400～2500nm，脈寬為1～50ns，重復頻率為1Hz～5kHz。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述耦合液為水，并監測水溫，使水溫與被測樣品的溫度保持一致。