[發(fā)明專利]一種精準測量黑色素瘤厚度的光聲超聲聯合成像裝置和成像方法

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• 申請日: 2015-11-16
• 公開（公告）號: CN105232004A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 楊思華;王雅婷;邢達
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/107;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: 付茵茵;裘暉

技術領域

本發(fā)明涉及通過光聲和超聲成像測量黑色素瘤厚度的技術，具體的說，涉及一種精準測量黑色素瘤厚度的光聲超聲聯合成像裝置和成像方法。

背景技術

黑色素瘤厚度是判斷術后五年存活率的重要標準。黑色素瘤浸潤厚度(Clark等級)的增加與較差的預后有關。組織學判斷治療和預后主要通過顯微鏡觀測黑素瘤組織學上的浸潤深度而決定。組織學分級需要進行充分的活檢。但是，活檢會給病人帶來痛苦并留下疤痕，并且，有損的切除有可能帶來進一步的惡變。現階段，無損測量黑色素瘤厚度的主要方法是超聲成像，目前常用于黑色素瘤測量的高頻超聲，主頻一般為15-20Mhz，這種模式的超聲成像深度較深(cm)，但是對厚度小于1.5mm，尤其是小于0.75mm的黑色素瘤，厚度統計誤差較大。

光聲成像是一種無損的醫(yī)療成像技術，它是基于光聲效應，使用納秒量級的短脈沖激光(光信號)照射生物組織，生物組織吸收短脈沖激光后，引起快速的熱彈性膨脹產生機械波，由此產生超聲波(光聲信號)。超聲探測器接收產生的超聲波并通過一定的算法進行反投影，即得到組織中的光吸收分布。光聲成像是基于組織吸收的成像，早期黑色素瘤雖然聲阻抗與周圍組織相差不大，但其內含有大量黑色素，可以得到高對比對高分辨率的光聲結果。但光聲成像對黑色素瘤的成像深度有限，因此，通過結合光聲和超聲成像，可以得到不同分期黑色素瘤厚度，同時，表皮與耦合劑的聲阻抗差異較大，可以被超聲成像清晰的呈現，從而提高黑色素瘤浸潤深度檢測的準確性。

發(fā)明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發(fā)明的目的是：提供一種精準測量黑色素瘤厚度的光聲超聲聯合成像裝置和成像方法，能夠實時快速、精準測量不同分期黑色素瘤的厚度。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種精準測量黑色素瘤厚度的光聲超聲聯合成像裝置，包括：計算機控制及成像系統、激光發(fā)射系統、延時模塊、FPGA控制及信號處理系統、數模轉換器、超聲接收/發(fā)射單元、手持式雙模一體化探測器；計算機控制及成像系統與激光發(fā)射系統相接；激光發(fā)射系統的脈沖觸發(fā)分成兩路，一路直接與FPGA控制及信號處理系統相接觸發(fā)光聲信號采集，另一路通過延時模塊與FPGA控制及信號處理系統相接觸發(fā)超聲信號采集；沿著信號的流向，FPGA控制及信號處理系統、超聲接收/發(fā)射單元、手持式雙模一體化探測器、超聲接收/發(fā)射單元、數模轉換器、FPGA控制及信號處理系統、計算機控制及成像系統依次設置。

計算機控制及成像系統控制激光發(fā)射系統的運行，控制延時模塊的啟閉，接收光聲/超聲信號，實現實時成像；激光發(fā)射系統發(fā)射激光；延時模塊將激光延遲用于超聲成像模式；FPGA控制及信號處理系統控制超聲接收/發(fā)射單元發(fā)射及接收信號并將光聲/超聲信號處理后返回計算機控制及成像系統；超聲接收/發(fā)射單元在光聲成像模式下僅接收信號，在超聲成像模式下發(fā)射和接收信號；手持式雙模一體化探測器與皮膚接觸，發(fā)射信號至皮膚并接收皮膚反射的信號。

手持式雙模一體化探測器包括：外殼和依次設置在外殼中的光纖束、線準直透鏡、線聚焦透鏡、超聲探測器陣列；超聲接收/發(fā)射單元與光纖束相接；超聲探測器陣列接收皮膚反射的信號，將信號傳送至超聲接收/發(fā)射單元。

光纖束包括n條光纖，超聲探測器陣列包括n組陣元片，超聲接收/發(fā)射單元包括n組接收/發(fā)射電路，一條光纖和一組陣元片對應接入一組接收/發(fā)射電路；n組接收/發(fā)射電路并聯的接入FPGA控制及信號處理系統；其中n取正整數。

光纖束為多根光纖呈線性排列結構的多模光纖。

陣元片的數量為多組；每組陣元片的數量為兩個，對稱的設置在照射皮膚的信號的兩側；同一側的多個陣元片排成一列。

每個陣元片均與皮膚表面呈5度至10度角；同組的兩個陣元片成八字形，八字形的大開口朝向皮膚。

線聚焦透鏡的形狀為長條形，凸面向下，焦長為22-30毫米。

一種精準測量黑色素瘤厚度的光聲超聲聯合成像方法，使用一種精準測量黑色素瘤厚度的光聲超聲聯合成像裝置，包括如下步驟：

a.計算機控制及成像系統控制激光發(fā)射系統的運行，激光發(fā)射系統發(fā)射激光，同時為光聲成像和超聲成像提供觸發(fā)信號，一路觸發(fā)信號直接觸發(fā)光聲信號采集，即步驟b，另一路觸發(fā)信號經過延時模塊觸發(fā)超聲信號采集，即步驟c，實現光聲成像和超聲成像在同一采集部位的分步觸發(fā)；