[發明專利]一種磁聲電-超聲檢測裝置

有效

• 申請號: 201810036140.2
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108294751B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 夏慧;劉國強;丁廣鑫;黃欣;孫文秀;李元園;李艷紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: A61B5/0536
• 分類號: A61B5/0536;A61B8/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

一種磁聲電?超聲檢測裝置，激光超聲激勵模塊、掃描控制模塊和數據采集與圖像處理模塊。所述的掃描控制模塊分別與激光超聲激勵模塊和圖像處理模塊連接。激光超聲激勵模塊產生超聲信號，數據采集與圖像處理模塊產生磁聲電信號和超聲回波信號，并采集超聲回波信號和磁聲電信號，進行數據處理，獲取磁聲電圖像和超聲圖像。掃描控制模塊實現激光超聲激勵模塊的三維掃描及激光超聲激勵模塊和圖像處理模塊的同步觸發控制。本發明可用于分子探針精準導航、腫瘤精確定位檢測及多模態成像。

技術領域

本發明涉及一種磁聲電-超聲檢測裝置。

背景技術

電阻抗成像是繼形態和結構成像之后的新一代醫學成像技術，對于生命科學研究和疾病的早期診斷具有重要的價值，當生物組織發生早期病變而且尚未在形態結構上產生改變時，生物組織內各類化學物質所帶電荷量和電荷的空間分布將首先發生變化，宏觀上表現為病變部位生物組織的電學特性，如電阻抗、電導率、介電常數的改變，因此通過對組織電學特性成像可達到對病變組織早期診斷早期治療的目的。磁聲電成像作為新興的電阻抗成像技術，能定量測量組織電導率，具有電阻抗成像的高對比度和超聲成像的高分辨率的優點。該技術一經提出就受到國內外研究學者的關注。經過近十年的發展，該技術在超聲激勵理論、多物理場耦合正逆問題等方面取得了巨大的進步，但在生物領域，分辨率、檢測信號靈敏度和電磁干擾的問題嚴重影響了磁聲電走向實際應用。為解決上述難題，聚焦超聲激勵成為磁聲電成像方法的必然選擇。激光聚焦超聲具有非電學激勵源、超聲頻率高、聚焦范圍小等特點，不僅在醫學治療上有應用前景，也有望在醫學成像中發揮重要作用，對激光聚焦超聲和磁聲電成像方法的相融合，具備形成臨床早期診斷實時成像的潛力。目前的磁聲電成像采用的還是壓電式超聲換能器，為避免靜磁場對超聲激勵的干擾，超聲換能器不得不放置在離成像體3cm-5cm以外的距離，導致無法像傳統B超成像那樣通過成像體表面涂抹耦合劑的方式直接成像，給臨床應用帶來了極大的不便。嚴重影響著磁聲電成像走向實際臨床應用，為解決此難題，聚焦超聲激勵成為磁聲電成像方法的必然選擇。另一方面，2017年麻省理工學院主動光學系統林肯實驗室提出非接觸激光超聲在生物醫學成像中的應用，明確指出激光超聲作為超聲激勵源與現有的超聲技術相比，超聲激勵源不是必須與被測生物組織直接接觸，操作方便，在高分辨率超聲成像方面具有潛在優勢。在磁聲電成像領域同樣需要超聲換能器作為激勵源，因此也存在必須與被測生物組織接觸的問題，同時超聲換能器會受到磁場干擾，因此對壓電超聲換能器而言，存在接觸阻抗，影響檢測的靈敏度。

發明內容

本發明的目的是克服現有磁聲電成像檢測裝置在分辨率和靈敏度方面存在的問題，提出一種新的磁聲電-超聲檢測裝置。

本發明磁聲電-超聲檢測裝置包括激光超聲激勵模塊、掃描控制模塊、數據采集與圖像處理模塊。所述的掃描控制模塊分別與激光超聲激勵模塊和圖像處理模塊連接。激光超聲激勵模塊產生高頻、寬帶、高能量的超聲信號。數據采集與圖像處理模塊產生磁聲電信號和超聲回波信號，并采集超聲回波信號和磁聲電信號，進行數據處理，獲取磁聲電圖像和超聲圖像。掃描控制模塊實現激光超聲激勵模塊的三維掃描及激光超聲激勵模塊和圖像處理模塊的同步觸發控制。

所述的激光超聲激勵模塊包括脈沖激光器、光束調整子系統和激光超聲傳感器。脈沖激光器、光束調整子系統和激光超聲傳感器依次順序布置。脈沖激光器發射的激光束的中心對準光束調整子系統的中心。脈沖激光器與光束調整子系統可以通過激光直接耦合，也可以通過能量型光纖耦合，將脈沖激光傳遞到光束調整子系統。光束調整子系統與激光超聲傳感器通過激光束耦合。脈沖激光器發射的激光經過光束調整子系統后到達激光超聲傳感器，產生超聲信號，超聲信號通過通過耦合膜作用在目標成像體上。