[實用新型]一種基于面陣探測器的手持式一體化光聲成像檢測裝置

有效

• 申請號: 201620064184.2
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN205374286U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 楊迪武
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域：

本實用新型涉及一種基于面陣探測器的手持式一體化光聲成像檢測裝置，屬于生物醫學成像和醫療器械技術領域。

背景技術：

光聲成像是近年來發展的一種新的無損醫學成像方法，它結合了純光學成像的高對比度特性和純超聲成像的高穿透深度特性的優點，可以提供高分辨率和高對比度的組織成像。光聲成像技術雖然具有很多優點，但也存在一些技術困難阻礙了其在臨床檢測和診斷的應用。這些困難主要包括一下幾個方面：一、數據采集時間的限制：目前國際上光聲成像技術主要采用單個的超聲換能器采用旋轉掃描或逐點掃描的方式采集光聲信號，其成像具有較高的圖像對比度和分辨率；但這幾種方式數據采集時間過長，一般需要幾十分鐘到幾個小時不等；二、光聲成像的探頭的帶寬、靈敏度、分辨率等參數的限制；由于目前沒有專門為光聲成像設計的多元陣列探頭，現在使用的多元陣列探頭也是直接購買的用于B超成像的多元線性陣列探頭，在設計時顧及到超聲發射的強度，所以現在的超聲探頭都采用壓電陶瓷材料，而且聲學設計上作為收發兩用換能器來設計，導致探頭的帶寬較窄，故分辨率不高；而光聲成像只接收超聲而不需要發射超聲，所以可以采用高帶寬的PVDF材料或者復合材料壓電陶瓷按照接收換能器的要求設計多元陣列探頭；三、成像裝置復雜，操作不便:目前的光聲成像系統基本上把激光光源、探頭和超聲耦合劑分離，采用激光垂直輻射，探頭在側面接收光聲信號，采用水作為超聲耦合劑；這種分離的模式既不適合臨床操作，也使檢測的部位受到限制。

實用新型內容：

針對上述問題，本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于面陣探測器的手持式一體化光聲成像檢測裝置。

本實用新型基于面陣探測器的手持式一體化光聲成像檢測裝置,它包含光聲激勵組件1、手持式一體化探頭2、信號處理組件3、信號采集組件4和計算機5,光聲激勵組件1、手持式一體化探頭2、信號處理組件3、信號采集組件4和計算機5依次循環連接,且光聲激勵組件1與信號采集組件4連接，所述的光聲激勵組件1為脈沖激光二極管或半導體激光器。

作為優選，所述的半導體激光器發出的脈沖激光由一體化探頭照射到成像區域，且該光束在成像區域激發光束信號。

作為優選,所述的手持式一體化探頭2由光纖頭21、全反射鏡22、擴束鏡23、面陣探測器24、超聲耦合液25、透明彈性薄膜26、金屬外殼27和導線28構成,金屬外殼27的底部密封設置有透明彈性薄膜26，且金屬外殼27的底部設置有面陣探測器24和擴束鏡23，面陣探測器24和擴束鏡23之間裝有超聲耦合液25，超聲耦合液25由透明彈性薄膜26密封，面陣探測器24的上方連接有導線28,且光纖頭21的一端插入金屬外殼27的內部上方,兩個全反射鏡22分別安裝在金屬外殼27的上部內壁上和側部內壁上。

所述的面陣探測器24由透光窗30和陣元探測器31構成，且所述的陣元探測器31中部設置有透光窗30，所述的陣元探測器31由復合材料制作而成，陣元數為208，中心頻率為10MHz,帶寬超過80%。

作為優選，所述的全反射鏡22的角度和相對位置按照使反射激光束正好照在探頭透光窗的原則來設計。

作為優選，所述的透明彈性薄膜26可以根據被檢對象而改變其形狀，突破以往光聲成像系統對檢測的部位的限制；

作為優選，所述的手持式一體化探頭2探測到的光聲信號經過信號處理組件3對信號進行濾波和前置放大后，傳輸到信號采集組件4；信號采集組件4主要由多通道并行采集系統構成，通道數為256；信號經過A/D后，通過USB接口傳輸到計算機6進行儲存，利用MATLAB（Version8.0,Mathwork,USA)軟件進行處理，然后采用空間延時求和算法進行圖像重建。

本實用新型的有益效果：它能克服現有技術的弊端，將光聲激發與傳感集于一體，并由金屬外殼進行封裝，形成手持式的一體化光聲成像檢測系統，有效的實現了小型化和實用化的系統結構，系統操作簡便，能很好地滿足臨床檢測的要求，它的一體化探頭的底部為柔性，可以根據被檢測的對象而改變形狀，可以方便靈活地檢測身體的各個部位。將面陣陣列傳感器與多通道并行采集系統結合，并利用Labview虛擬控制軟件進行編程，利用直線投影算法或振幅最大值投影算法進行圖像重建，在顯示器上實時顯示。它采用便宜的半導體激光管或半導體光纖激光器代替大功率固體激光器，輻射頻率提高，采集時間縮短，而且造價較低，集成化程度高，易于應用推廣。

附圖說明：

為了易于說明，本實用新型由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。