[發明專利]一種聯合光聲與光纖式激光散斑的多模態成像設備

有效

• 申請號: 201910434246.2
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN110251099B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 李韙韜;王康;張歡;馮宇;趙月梅
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02;A61B5/026;A61B5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

1.一種聯合光聲與光纖式激光散斑的多模態成像設備，其特征在于，包括：光源模塊(1)、電機控制模塊(2)和數據采集模塊(3)；光源模塊(1)產生系統中所需要的光源，并將該光源送至電機控制模塊(2)中，在電機控制模塊(2)的光路下產生光聲信號和散斑信號，將該信號送至數據采集模塊(3)處理、存儲并重建構圖，其中數據采集模塊(3)中的上位機控制光源模塊(1)中脈沖激光器的輸出；

光源模塊(1)包括532nm脈沖激光源(10)、632.8nm He-Ne激光源(11)、取束鏡(12)、二向色鏡(13)和平面鏡(14)；取束鏡(12)將一部分532nm脈沖激光送入光電傳感器(31)作為觸發信號，另一部分與632.8nm He-Ne激光經二向色鏡(13)將兩束激光融合成一條光束送至平面鏡(14)反射，傳送至電機控制模塊(2)；

電機控制模塊(2)包括平凸透鏡(20)、濾光鏡盤(21)、第一濾光片(22)、第二濾光片(23)、環臺形光學聚光鏡(24)、環形聚焦超聲換能器(25)、內窺鏡(26)、透鏡(27)、第三濾光片(28)和擴束鏡(29)；其中第一濾光片(22)和第二濾光片(23)分別嵌在濾光鏡盤(21)中，第一濾光片(22)選擇532nm脈沖激光通過，第二濾光片(23)和第三濾光片(28)選擇632.8nmHe-Ne激光通過，平凸透鏡(20)、濾光鏡盤(21)和環臺形光學聚光鏡(24)同軸放置，其中環形聚焦超聲換能器(25)同軸內嵌于環臺形光學聚光鏡(24)中，內窺鏡(26)前端軟管又同軸內嵌于環形聚焦超聲換能器(25)中，透鏡(27)緊貼內窺鏡(26)前端軟管，擴大內窺鏡成像視野，擴束鏡(29)緊貼環臺形光學聚光鏡(24)底部右邊區域，擴束632.8nm He-Ne激光，內窺鏡(26)前端軟管安裝有第三濾光片(28)，第三濾光片(28)濾除532nm脈沖激光對內窺鏡的影響。

2.如權利要求1所述的聯合光聲與光纖式激光散斑的多模態成像設備，其特征在于，平凸透鏡(20)高為4.5mm，底部圓直徑為25.4mm。

3.如權利要求1所述的聯合光聲與光纖式激光散斑的多模態成像設備，其特征在于，濾光鏡盤(21)直徑為53mm，其中濾光鏡盤不透光；第一濾光片(22)和第二濾光片(23)直徑為25.4mm；第三濾光片(28)直徑為3mm。

4.如權利要求1所述的聯合光聲與光纖式激光散斑的多模態成像設備，其特征在于，環臺形光學聚光鏡(24)為上寬下窄的環圓臺形，其中上寬外直徑為53mm，下窄外直徑為35mm，中空直徑為6mm。

5.如權利要求1所述的聯合光聲與光纖式激光散斑的多模態成像設備，其特征在于，環形聚焦超聲換能器(25)長為4mm，外圍直徑6mm，內部中空直徑3mm。

6.如權利要求1所述的聯合光聲與光纖式激光散斑的多模態成像設備，其特征在于，內窺鏡(26)軟管總長度為1050mm，其中插入環臺形光學聚光鏡(24)長度為25mm；直徑為3mm，包括外皮軟管(261)、光纖保護層(262)和10000根傳像光纖束(263)，其中10000根傳像光纖束(263)先被光纖保護層(262)保護，再由外皮軟管(261)包裹；內窺鏡軟管末端配有透鏡(27)，形成135°的視場角。

7.如權利要求1所述的聯合光聲與光纖式激光散斑的多模態成像設備，其特征在于，擴束鏡(29)直徑為12.7mm，將聚焦后的632.8nm He-Ne激光擴束散射至待測物上。

8.如權利要求1所述的聯合光聲與光纖式激光散斑的多模態成像設備，其特征在于，數據采集模塊(3)包括上位機(30)、光電傳感器(31)、光譜儀(32)、EMCCD相機(33)和級聯放大器(34)；其中光電傳感器(31)將脈沖激光轉換為同頻的觸發信號，觸發采集經級聯放大器(34)放大后的光聲信號并存儲至上位機(30)；光譜儀(32)將待測血管的光譜信息傳至上位機(30)并轉換為血氧數據；EMCCD相機(33)將血管散斑信息傳送至上位機(30)并轉換為血流數據。