[發(fā)明專利]多光譜光聲和光學相干層析雙模態(tài)成像裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810028977.2
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108375547B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 陳重江;常影;楊思華;邢達
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/45;G01N21/39
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

1.多光譜光聲和光學相干層析雙模態(tài)成像裝置，其特征在于：包括多光譜光聲/光學相干層析的激發(fā)光源、二向色鏡組件、掃描頭組件、光聲信號檢測組件、干涉信號檢測組件以及信號采集/處理組件；所述光聲信號檢測組件和干涉信號檢測組件分別與信號采集/處理組件相連，所述掃描頭組件位于樣品的正上方，并與信號采集/處理組件相連，所述光聲信號檢測組件位于樣品的正下方，所述二向色鏡組件分別與干涉信號檢測組件、掃描頭組件相連，所述激發(fā)光源由一個超連續(xù)譜激光器產(chǎn)生，并通過濾波器與二向色鏡組件相連，所述濾波器具有可調(diào)節(jié)性；

所述二向色鏡組件包括第一二向色鏡、第二二向色鏡、第三二向色鏡、第四二向色鏡、分束鏡和反射鏡；

所述第一二向色鏡將濾波器選擇出的光波分為短波部分和長波部分，其中短波部分用于多光譜光聲成像，長波部分用于光學相干層析成像；

用于多光譜光聲成像的短波部分，經(jīng)過第二二向色鏡分為兩束，分別經(jīng)過濾波片得到所需要的光聲激發(fā)光波長，并在其中一束光波中接入延時光纖，第三二向色鏡使兩束光波匯聚，到達第四二向色鏡，兩束光波通過掃描頭組件先后照射到樣品上，樣品吸收光能后產(chǎn)生光聲信號，由光聲信號檢測組件對光聲信號進行檢測；

用于光學相干層析成像的長波部分，經(jīng)過一濾波片得到所需的寬帶光源，寬帶光源經(jīng)過分束鏡分為兩束，一束到達反射鏡，作為邁克威遜干涉儀的參考臂，另一束到達第四二向色鏡，通過掃描頭組件照射到樣品上，作為邁克威遜干涉儀的樣品臂，參考臂和樣品臂的反射光原路返回，在分束鏡處發(fā)生干涉，由干涉信號檢測組件對干涉信號進行檢測。

2.根據(jù)權利要求1所述的多光譜光聲和光學相干層析雙模態(tài)成像裝置，其特征在于：所述分束鏡與反射鏡之間設有可變衰減片和第一透鏡，所述分束鏡、可變衰減片、第一透鏡和反射鏡依次相連。

3.根據(jù)權利要求1所述的多光譜光聲和光學相干層析雙模態(tài)成像裝置，其特征在于：所述掃描頭組件包括X-Y二維掃描振鏡和第二透鏡，所述信號采集/處理組件、X-Y二維掃描振鏡和第二透鏡依次相連。

4.根據(jù)權利要求1所述的多光譜光聲和光學相干層析雙模態(tài)成像裝置，其特征在于：所述光聲信號檢測組件包括超聲換能器和放大器，所述超聲換能器、放大器和信號采集/處理組件依次相連。

5.根據(jù)權利要求1所述的多光譜光聲和光學相干層析雙模態(tài)成像裝置，其特征在于：所述干涉信號檢測組件包括擴束鏡和光譜儀系統(tǒng)，所述光譜儀系統(tǒng)包括光柵、第三透鏡和CCD傳感器，所述二向色鏡組件、擴束鏡、光柵、第三透鏡、CCD傳感器和信號采集/處理組件依次相連。

6.根據(jù)權利要求5所述的多光譜光聲和光學相干層析雙模態(tài)成像裝置，其特征在于：所述擴束鏡由第四透鏡和第五透鏡組成。

7.根據(jù)權利要求1所述的多光譜光聲和光學相干層析雙模態(tài)成像裝置，其特征在于：所述信號采集/處理組件包括光聲信號采集卡和計算機，所述光聲信號檢測組件與光聲信號采集卡相連，所述光聲信號采集卡與計算機相連，所述計算機分別與干涉信號檢測組件、掃描頭組件相連。

8.多光譜光聲和光學相干層析雙模態(tài)成像方法，基于權利要求1-7任一項所述的裝置實現(xiàn)，其特征在于：所述方法包括：

將樣品放置在一維升降臺上，并使樣品置于掃描頭組件的正下方，以及使光聲信號檢測組件置于樣品的正下方；

用于多光譜光聲成像的光聲激發(fā)光和用于光學相干層析成像的寬帶光源由二向色鏡組件合二為一，通過掃描頭組件照射到樣品上；

雙波長的光聲激發(fā)光先后照射到樣品上，根據(jù)樣品的吸收差異，產(chǎn)生幅值異同的光聲信號，由光聲信號檢測組件對光聲信號進行檢測；

寬帶光源照射到樣品上，調(diào)節(jié)一維升降臺，使樣品處于樣品反射光與反射鏡反射光發(fā)生干涉的位置，并得到樣品斷層信號，由干涉信號檢測組件對干涉信號進行檢測；

信號采集/處理組件對光聲信號、干涉信號進行采集，在采集完全部信號后，通過最大值投影重建出樣品的光聲和光學相干斷層二維圖像及三維圖像。

9.根據(jù)權利要求8所述的多光譜光聲和光學相干層析雙模態(tài)成像方法，其特征在于：所述三維圖像的建立方法如下：

對所有的光聲信號和光學相干斷層信號取相同時間長度并作縱切面投影，將投影后得到的光聲圖像和光學相干斷層圖像在三維重建軟件上重建三維圖像，在三維重建軟件中旋轉(zhuǎn)整個三維圖像得到任意視角的三維圖像。