[發明專利]多模態成像系統及其成像方法

有效

• 申請號: 201710273436.1
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106983494B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 宋亮;燕康;龔小競;林日強;劉成波;劉筱陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B8/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發明提供了一種多模態成像系統，包括第一激光器、第二激光器、延時裝置、成像探頭、超聲收發儀、熒光探測器、數據采集及處理模塊。第一激光器產生第一光信號和光源觸發信號，光源觸發信號通過延時裝置傳輸至第二激光器，以產生第二光信號。第一光信號和第二光信號通過成像探頭被發射至被測組織，分別激發出第一光聲信號、第一熒光信號和第二光聲信號、第二熒光信號。第一激光器還產生超聲觸發信號，超聲觸發信號通過延時裝置傳輸至超聲收發儀，以產生第二超聲信號。這些信號均被成像探頭接收并被傳送至數據采集及處理模塊以獲得圖像信息。本發明可同時獲得被測組織的光聲、超聲、熒光、光聲光譜成像信息。

技術領域

本發明涉及生物醫學成像技術領域，具體涉及一種多模態成像系統及其成像方法。

背景技術

光聲成像技術是兼具光學與超聲成像優勢的一種無創生物醫學成像技術，它對獲取病灶形態結構、分布等信息具有大深度、高分辨成像的優點，但是這種成像技術主要集中于結構性成像，對于功能性的定量數據很難獲取，也無法獲取組織中某種特殊組份的含量。熒光成像技術可通過熒光內窺鏡探針檢測不同分子的組成，還可以指示腫瘤或血管內動脈粥樣硬化斑塊等病灶的狀態。然而，熒光內窺鏡探針通常僅能夠提供二維特異性熒光信號，而無法給出任何截面結構信息。光聲-熒光成像技術將光聲成像技術與熒光成像技術兩者結合起來，可以獲得生物體組織的結構、分布和成份信息，可以進一步提高醫療診斷及治療效率，因而受到研究者們的廣泛關注。

然而，現有技術中的光聲-熒光成像系統存在著一些不足之處，例如，只能檢測某一波長的激光信號下的光聲-熒光信號，使得檢測結果的準確性不高，或者可以檢測不同波長的激光信號下的光聲-熒光信號，但是不同波長之間切換需花費較多的時間，這樣造成檢測過程耗時太長，使得較多檢測樣品時的檢測效率降低。現有技術中的光聲-熒光成像系統不能對生物體組織的結構、分布和成份等信息進行動態的實時的測量和分析。

因此，提供一種多模態成像系統，以獲得生物體組織的結構、分布和成份的光聲光譜熒光光譜等信息，成為業界人士研究的重點課題。

發明內容

針對以上的問題，本發明的目的是提供一種多模態成像系統，以獲得光聲光譜熒光光譜等信息，從而對生物體組織的結構、分布和成份等信息進行動態的實時的測量和分析。

為了解決背景技術中存在的問題，本發明提供了一種多模態成像系統，包括第一激光器、第二激光器、延時裝置、成像探頭、超聲收發儀、熒光探測器、數據采集及處理模塊；

所述第一激光器產生第一光信號和光源觸發信號，所述光源觸發信號通過所述延時裝置傳輸至所述第二激光器，以使所述第二激光器產生第二光信號，所述第一光信號與所述第二光信號的波長不同；所述第一光信號和所述第二光信號通過所述成像探頭被發射至被測組織，所述第一光信號與所述被測組織相互作用產生第一光聲信號和第一熒光信號，所述第二光信號與所述被測組織相互作用產生第二光聲信號和第二熒光信號，所述第一光聲信號和所述第二光聲信號被所述成像探頭接收并通過所述超聲收發儀傳送至所述數據采集及處理模塊，所述第一熒光信號和所述第二熒光信號被所述成像探頭接收并通過所述熒光探測器傳送至所述數據采集及處理模塊。

一種實施方式中，所述第一光信號沿第一軸向傳輸，所述第二光信號沿第二軸向傳輸，所述第一軸向與所述第二軸向相交；所述多模態成像系統還包括第一分光鏡、第二分光鏡和設于所述第一分光鏡與所述第二分光鏡之間的第一通道；所述第一分光鏡設于所述第一軸向與所述第二軸向交匯處，部分所述第一光信號經過所述第一分光鏡透射進入所述第一通道以形成第三光信號，部分所述第二光信號經過所述第一分光鏡反射進入所述第一通道以形成第四光信號。

一種實施方式中，所述第三光信號和所述第四光信號耦合進光纖并通過所述光纖和所述成像探頭發射至所述被測組織，所述第三光信號與所述被測組織相互作用以激發出所述第一光聲信號和所述第一熒光信號，所述第四光信號與所述被測組織相互作用以激發出所述第二光聲信號和所述第二熒光信號。