[發(fā)明專利]多光譜光聲和光學(xué)相干層析雙模態(tài)成像裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810028977.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN108375547B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳重江;常影;楊思華;邢達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/17
• 分類號(hào): G01N21/17;G01N21/45;G01N21/39
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

本發(fā)明公開了一種多光譜光聲和光學(xué)相干層析雙模態(tài)成像裝置及方法，所述裝置包括多光譜光聲/光學(xué)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(hào)檢測(cè)組件、干涉信號(hào)檢測(cè)組件以及信號(hào)采集/處理組件；所述光聲信號(hào)檢測(cè)組件和干涉信號(hào)檢測(cè)組件分別與信號(hào)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(hào)采集/處理組件相連，所述光聲信號(hào)檢測(cè)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(hào)檢測(cè)組件、掃描頭組件相連，所述激發(fā)光源由一個(gè)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。本發(fā)明搭建了一個(gè)雙模態(tài)互補(bǔ)成像的系統(tǒng)，在一定程度上推動(dòng)了互補(bǔ)成像的臨床發(fā)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙模態(tài)成像裝置及方法，尤其是一種多光譜光聲和光學(xué)相干層析雙模態(tài)成像裝置及方法，屬于光聲成像技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)脈沖激光照射生物體時(shí)，生物組織內(nèi)的吸收體吸收光能量，引起生物體局部快速的升溫，生物體體積受熱膨脹，根據(jù)脈沖光的能量特性，會(huì)導(dǎo)致生物體溫度的升降從而引起體積的漲縮，從而引起組織的機(jī)械振動(dòng)，并由內(nèi)而外傳播產(chǎn)生壓力波，這便是由光產(chǎn)生超聲波的原理，即光聲效應(yīng)。由此基于光聲效應(yīng)的光聲成像技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生，并且逐漸得到了發(fā)展。將光聲信號(hào)利用超聲探測(cè)器接收，經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換、采集，實(shí)現(xiàn)圖像的重建。重建的光聲圖像反應(yīng)了生物組織對(duì)光的吸收分布，光聲成像兼有聲學(xué)成像高靈敏度和光學(xué)成像的高分辨率優(yōu)點(diǎn)，這種新型的成像技術(shù)已經(jīng)得到了快速的發(fā)展和完善，并與多種成像方式相結(jié)合，從中可提取生物組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理和病理特癥，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。

多光譜光聲成像技術(shù)是根據(jù)不同生理狀態(tài)下的生物組織對(duì)光譜的不同吸收特性，考慮利用多組不同波長(zhǎng)的短脈沖激光照射產(chǎn)生特異的光聲信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織結(jié)構(gòu)和功能的全方位光聲成像技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)多光譜光聲成像，需要多組不同波長(zhǎng)的激光激發(fā)，實(shí)驗(yàn)室中往往需要多個(gè)激光器，或者利用OPO激光器實(shí)現(xiàn)，但是體積過大，比較繁重，不利于攜帶而且造價(jià)較高。光學(xué)相干層析成像技術(shù)是一種新型的生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。基于邁克爾遜干涉儀原理，使來自參考臂和樣品臂的反射光在相遇處干涉，并采集攜帶有樣品信息的干涉光，進(jìn)行成像。根據(jù)生物組織不同成分對(duì)光的散射差異的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)OCT圖像反演生物組織信息。由于OCT成像技術(shù)具有無損傷，非侵入，高分辨等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于眼科、牙科、皮膚病檢測(cè)等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

光聲成像利用組織對(duì)光的吸收特性，從圖像中不僅可以得到樣品的吸收結(jié)構(gòu)信息，也可以提取能夠反應(yīng)組織的生理和病理信息。光學(xué)相干層析成像則是反應(yīng)組織對(duì)光的散射特性，從而得到高散射組織的結(jié)構(gòu)信息。考慮將多光譜光聲和光學(xué)相干層析成像兩者相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)雙模態(tài)互補(bǔ)成像。頻域OCT使用近紅外波段的帶寬光源，而多光譜光聲成像一般需要多個(gè)激光器或者OPO激光器實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)激發(fā)，由于多光源的選擇使用導(dǎo)致了多光路之間的切換，增大了系統(tǒng)的調(diào)試復(fù)雜度和成像時(shí)間，從而限制了互補(bǔ)成像的臨床發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種多光譜光聲和光學(xué)相干層析雙模態(tài)成像裝置，該裝置利用一個(gè)超連續(xù)譜激光器作為多光譜光聲和光學(xué)層析成像的激發(fā)源，將多光譜光聲和光學(xué)相干層析成像兩者相結(jié)合，搭建了一個(gè)雙模態(tài)互補(bǔ)成像的系統(tǒng)，在一定程度上推動(dòng)了互補(bǔ)成像的臨床發(fā)展。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種多光譜光聲和光學(xué)相干層析雙模態(tài)成像方法。

本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：

多光譜光聲和光學(xué)相干層析雙模態(tài)成像裝置，包括多光譜光聲/光學(xué)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(hào)檢測(cè)組件、干涉信號(hào)檢測(cè)組件以及信號(hào)采集/處理組件；所述光聲信號(hào)檢測(cè)組件和干涉信號(hào)檢測(cè)組件分別與信號(hào)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(hào)采集/處理組件相連，所述光聲信號(hào)檢測(cè)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(hào)檢測(cè)組件、掃描頭組件相連，所述激發(fā)光源由一個(gè)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。