[發明專利]一種基于同軸時域分辨光聲成像的檢測方法

有效

• 申請號: 201811268164.7
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109363636B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 萬雄;王泓鵬;袁汝俊;何強
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/02
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

本發明公開了一種基于同軸時域分辨光聲成像的檢測方法，該方法包括系統初始定位、單點測試、時域分辨光聲定位分析、光聲單點血管測量、光聲三維血管重建等五個步驟。本發明的有益效果是，采用同軸激光發射兼超聲接收光路，實現了光學焦點與聲學焦點的重合以及同頂點的激發立體角激發和接收立體角接收，可減少測量誤差；以血管內血流光聲回波為空間分析基準，采用時域分辨光聲回波信號分析，可分析出同一時刻主軸路徑上穿過的血流、血管內部組織、血管壁各分層物質對應的光聲回波信號，可實現光聲對血管的外部形貌及內部組織形態分布的同時探測。

技術領域

本發明涉及一種人體血管檢測方法，尤其涉及一種基于同軸時域分辨光聲成像的檢測方法，適用于人體動靜脈內外部三維結構的檢測，屬于光電檢測領域。

背景技術

血管造影是一種用于對血管健康情況進行監測的輔助檢查技術，普遍用于臨床各種疾病的診斷與治療當中，有助于醫生及時發現病情，控制病情進展，有效地提高了患者的生存率。血管造影屬于介入檢測方法，它需將顯影劑注入被檢者的血管里，因為X光無法穿透顯影劑，血管造影可以準確地反映血管病變的部位和程度。但是血管造影在臨床實際應用中也有許多不足。例如，它只能顯示管腔的情況，不能顯示病變所在的管壁和粥樣斑塊，不能提供粥樣斑塊形態和性質的詳細情況，有可能使醫生低估冠脈狹窄的程度。為了探測血管內部的情況，血管內超聲等新技術被發明出來。血管內超聲是將微型超聲探頭通過導管導進血管內進行探測，再經電子成像系統來顯示血管內的幾何形態和結構等細微解剖信息。血管內超聲的探頭是直接置于血管腔內探測，因此該技術不僅可準確測量管腔、粥樣斑塊及纖維斑塊的大小，還可提供粥樣斑塊及纖維斑塊的大體組織信息，在顯示因心血管疾病或介入治療等所致的血管內復雜病變形態時明顯優于造影。

雖然血管內超聲技術可進行血管內部形態的探測，但由于它與血管造影一樣都屬于介入檢測，要在局部麻醉的情況下把探頭插入血管，存在許多血管檢測的盲區以及可能造成對待檢者的不良副作用。因此，非介入式的血管健康監測技術有著巨大的需求和市場前景。

光聲成像(Photoacoustic Imaging,PAI)是近年來發展起來的一種非入侵式和非電離式的新型生物醫學成像方法，可以避免血管內超聲等介入式檢測方法的問題。其原理是當脈沖激光照射到生物組織中時，組織的光吸收域將產生超聲信號，這種由光激發產生的超聲信號為光聲信號。生物組織產生的光聲信號攜帶了組織的光吸收特征信息，通過探測光聲信號能重建出組織中的光吸收分布圖像。光聲成像技術可以實現血管分布探測，即外部形貌探測，但同時對血管的外部形貌及內部組織形態分布進行探測是一個待攻克的難題。

發明內容

針對以上的光聲技術對血管的外部形貌及內部組織形態分布同時探測的難題，本發明提供一種基于同軸時域分辨光聲成像的檢測方法，采用同軸激光發射兼超聲接收光路，通過以血管內血流光聲回波為空間分析基準，通過時域分辨光聲回波信號的分析，在單個掃描點可分析出同一時刻主軸路徑上穿過的血流、血管內部組織、血管壁各分層物質對應的光聲回波信號，從而實現了光聲對血管的外部形貌及內部組織形態分布同時探測。

本發明是這樣來實現的：

本發明提出的基于激光光聲的人體血管檢測方法是在一種基于激光光聲的人體血管檢測系統上實現的，該系統主要由主控制器、掃描頭部、三維電動平臺和輔助部件組成；

其中，輔助部件包括級聯放大器、探測器電路、激光器控制器、信號采集卡、三向電機控制器及三向步進電機；