[發明專利]無超聲換能器頻帶限制的光聲成像裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201210507448.3
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN103054610A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 楊思華;陳重江;邢達
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 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

技術領域

本發明屬于光聲成像技術領域，特別涉及一種無超聲換能器頻帶限制的光聲成像裝置及其檢測方法。?

背景技術

當用光輻照某種吸收體時，吸收體吸收光能量而產生溫升，溫度升降引起吸收體的體積脹縮，產生超聲波，這種現象稱為光聲效應。光聲效應自19世紀被發現以來一直受到人們的關注，其在各個方面都有不同程度的應用。作為一種新型的成像技術，光聲成像在越來越多的領域得到了應用。該成像技術以短脈沖激光作為激勵源，以及由此激發的超聲信號作為信息載體，通過對采集到的信號進行圖像重建，進而得到組織的光吸收分布信息，該技術融合了純光學成像技術的高對比度和純聲學成像的高分辨率的優點。光聲成像技術不僅能夠有效的刻畫生物組織結構，還能夠精確實現無損功能成像，為研究生物組織的形態結構，生理、病理特征，代謝功能等提供了全新手段，在生物醫學領域具有廣闊的應用前景。?

傳統的光聲信號檢測工具一般都是超聲換能器，而光聲信號具有很寬的頻帶，但是傳統超聲換能器受到材料限制，一般頻帶都較窄，寬頻的光聲信號與頻帶較窄的探測器形成了不可調和的矛盾。?

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種無超聲換能器頻帶限制的光聲成像裝置。?

本發明的另一目的在于提供運用上述無超聲換能器頻帶限制的光聲成像裝置的檢測方法。?

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種無超聲換能器頻帶限制的光聲成像裝置，包括光聲激發組件、光聲信號檢測組件、光聲信號采集/處理組件和樣品臺，所述的光聲激發組件、光聲信號檢測組件和光聲信號采集/處理組件依次連接，光聲激發組件和光聲信號采集/處理組件連接，光聲信號檢測組件和樣?品臺連接；?

所述的光聲激發組件包括光聲信號檢測光源、分束鏡、二向色鏡、光聲激發光源和二維掃描振鏡，光聲信號檢測光源、分束鏡、二向色鏡和二維掃描振鏡依次連接，光聲激發光源分別與二向色鏡、光聲信號采集/處理組件連接，二維掃描振鏡與光聲信號采集/處理組件連接；光聲激發組件主要用于激發樣品產生光聲信號；?

所述的光聲信號檢測組件（共聚焦掃描組件）包括平場物鏡、偏振分束器A、偏振分束器B、共焦法布里-珀羅干涉儀、偏振分束器C、聚焦透鏡、光電倍增管A、光電倍增管B和壓電陶瓷驅動器；所述的平場物鏡、偏振分束器A、偏振分束器B、共焦法布里-珀羅干涉儀、偏振分束器C、聚焦透鏡和光電倍增管A依次連接，光電倍增管B分別與壓電陶瓷驅動器、偏振分束器C連接，壓電陶瓷驅動器分別與共焦法布里-珀羅干涉儀、光聲信號采集/處理組件連接；光電倍增管A、B分別與光聲信號采集/處理組件連接；平場物鏡與所述的樣品臺連接；偏振分束器A與二維掃描振鏡連接；偏振分束器B與分束鏡連接；?

所述的平場物鏡和偏振分束器A之間設置1/4波片；1/4波片的主要作用是使光束的偏轉方向改變π/2，保證后向散射的信號光全部通過偏振分束器A、偏振分束器B和偏振分束器C，最后全部聚焦到光電倍增管A上；?

光聲信號檢測組件的主要作用是檢測被激發樣品表面的振動速度，速度對應的就是光聲信號，由多普勒效應可知表面振動速度會導致經樣品表面反射回去的檢測光的頻率發生改變，而這種頻移的檢測是依靠共焦法布里珀羅干涉儀來實現的；從分束鏡出來的一束光經偏振分束器B全反，透過共焦法布里-珀羅干涉儀在經過偏振分束器C全反至光電倍增管B，將光信號轉化為電信號，通過采集卡采集到數據后進行分析，然后反饋至壓電陶瓷驅動器以控制共焦法布里-珀羅干涉儀的腔長來穩定工作點；另一束光經過二向色鏡和振鏡及偏振分束器A、1/4波片、平場物鏡照射在樣品表面，后向散射的光經過平場物鏡、1/4波片、偏振分束器A、偏振分束器B、共焦法布里-珀羅干涉儀、偏振分束器C和聚焦透鏡直至光電倍增管A；?

所述的光聲信號采集/處理組件由同軸電纜、采集卡和計算機組成，采集卡與計算機連接，計算機與壓電陶瓷驅動器連接；采集卡通過同軸電纜分別與所述的光電倍增管A、光電倍增管B連接；?

所述的計算機安裝有采集控制及信號處理系統；?

所述的采集控制及信號處理系統優選采用Labview和Matlab自行編寫的采集控制及信號處理系統；?

所述的光聲激發組件、光聲信號檢測組件和光聲信號采集/處理組件依次電氣連接；?