[發明專利]一種適用于外周血管成像的光聲成像系統及方法

在審

• 申請號: 201710374235.0
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107174208A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 孫明健;藺祥偉;史雅慧;劉旸;冷官冀;付穎;馮乃章;胡德鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及醫學技術領域，具體涉及一種適用于外周血管成像的光聲成像系統及方法。

背景技術

外周血管疾病(Peripheral Vascular Disease，PVD)是指影響除心臟和顱內之外的動脈、靜脈和淋巴循環的各種病理生理學綜合征，被業內稱為“心臟以外的心臟病”，對心腦血管疾病有潛在致病作用。

根據人體臨床癥狀、體征和特殊檢查進行周圍血管疾病的診斷并不困難，如進行超聲篩查、核磁共振成像、血管造影成像。但是，超聲成像技術尚不能準確清晰顯示微小血管病變，核磁共振成像采用射線會對人體造成一定傷害，血管造影成像的輻射和造影劑的應用會對人體造成一定程度傷害。

因此，如何提出一種系統，能夠提高對血管成像的安全性成為業界亟待解決的重要課題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種適用于外周血管成像的光聲成像系統及方法。

一方面，本發明提出一種適用于外周血管成像的光聲成像系統，包括觸發器、激光器、掃描探頭、機械臂、多通道數據采集卡和上位機，其中：

所述觸發器分別與所述激光器和所述多通道數據采集卡相連；所述掃描探頭包括光纖束、超聲換能器和夾持器，所述光纖束包括多根光纖，所述光纖束的一端與所述激光器相連另一端平均一分二被所述夾持器對稱地固定在所述超聲換能器的兩側，以實現聲光共軸；所述光纖束用于將所述激光器產生的激光照射到待掃描目標產生光聲信號，所述超聲換能器用于接收所述光聲信號；所述掃描探頭可拆卸地安裝在所述機械臂上，所述機械臂用于帶動所述掃描探頭對所述待掃描目標進行掃描；所述多通道數據采集卡分別與所述超聲換能器和所述上位機相連。

其中，所述夾持器包括三個安裝孔，其中兩個安裝孔分別安裝所述平均分成兩部分的多根光纖，另一個安裝孔安裝所述超聲換能器，所述兩個安裝孔關于所述另一個安裝孔對稱設置。

其中，所述系統還包括：所述觸發器與所述超聲換能器相連，所述超聲換能器還用于產生和接收超聲信號。

其中，所述激光器采用多種波長脈沖激光器。

其中，所述夾持器采用3D打印技術制造。

其中，所述激光器通過光纖耦合器與所述光纖束相連。

其中，所述光纖束包括128根光纖。

其中，所述超聲換能器為線性陣列超聲換能器。

另一方面，本發明提出一種采用上述任一實施例所述的光聲成像系統的適用于外周血管成像的光聲成像方法，包括：

激光器發射激光，同時向觸發器發送第一觸發信號；

所述觸發器接收到所述第一觸發信號后向多通道數據采集卡發送采集信號；

所述激光通過所述光纖束照射到待掃描目標產生光聲信號；

超聲換能器接收所述光聲信號；

所述多通道數據采集卡根據所述采集信號采集所述超聲換能器接收到的光聲信號，并將所述光聲信號發送至上位機；

所述上位機基于所述光聲信號對所述待掃描目標進行成像。

再一方面，本發明提出一種采用上述任一實施例所述的光聲成像系統的適用于外周血管成像的多模態光聲成像方法，包括：

激光器發射激光，同時向觸發器發送第一觸發信號；

所述觸發器接收到所述第一觸發信號后向多通道數據采集卡發送采集信號，并在發送所述采集信號預設時間后，向超聲換能器發送第二觸發信號；

所述激光通過光纖束照射到待掃描目標產生光聲信號；

所述超聲換能器接收所述光聲信號；在接收到所述第二觸發信號后，向待掃描目標發射超聲信號，并接收反射的超聲信號；

所述多通道數據采集卡根據所述采集信號采集所述超聲換能器接收到的所述光聲信號和所述反射的超聲信號，并將所述光聲信號和所述反射的超聲信號發送至上位機；

所述上位機基于所述光聲信號和所述反射的超聲信號對所述待掃描目標進行多模態成像。

本發明提供的適用于外周血管成像的光聲成像系統及方法，通過激光器發射激光，同時向觸發器發送觸發信號，使觸發器向多通道數據采集卡發送采集信號，激光通過光纖束照射待掃描目標產生光聲信號，多通道數據采集卡根據采集信號采集超聲換能器接收的光聲信號，并將光聲信號傳輸到上位機成像，實現了對外周血管的形態學定位和功能代謝成像，提高了對外周血管成像的安全性和準確性。

附圖說明