[發(fā)明專(zhuān)利]一種頭箍式腦功能成像儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911000460.3
• 申請(qǐng)日: 2019-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110840395B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程茜;解維婭;張夢(mèng)嬌;陳盈娜;封婷;張浩南;高雅;吳詩(shī)穎;陳一銘;覃宇;趙文丞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/00
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/00;A61B5/02;A61B5/145;A61B8/08
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種頭箍式腦功能成像儀，其特征在于，該成像儀包括：

圓形耳殼(13)：設(shè)有兩個(gè)且固定在雙耳外，用以帶動(dòng)帶狀測(cè)量臂(14)旋轉(zhuǎn)至顱骨不同位置，實(shí)現(xiàn)整個(gè)腦部顱骨全覆蓋成像，所述的圓形耳殼(13)包括圓環(huán)形半封閉外殼(131)以及在圓環(huán)形半封閉外殼(131)的開(kāi)口范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)(132)，所述的圓環(huán)形半封閉外殼(131)的開(kāi)口設(shè)置為圓環(huán)大小的四分之三，其旋轉(zhuǎn)角度范圍為0～270°；

帶狀測(cè)量臂(14)：為長(zhǎng)條形柔性曲面帶并貼合顱骨設(shè)置，并且在與顱骨接觸的下表面沿臂長(zhǎng)方向設(shè)有帶狀光發(fā)射及透光模塊(141)和帶狀超聲相控陣發(fā)射及接收模塊(142)，所述的帶狀光發(fā)射及透光模塊(141)通過(guò)固定卡槽固定在帶狀測(cè)量臂(14)內(nèi)，用以向顱骨內(nèi)發(fā)出均勻的脈沖光穿過(guò)發(fā)射接收帶照射腦部待成像組織區(qū)域產(chǎn)生光聲信號(hào)，所述的帶狀超聲相控陣發(fā)射及接收模塊(142)通過(guò)固定卡槽固定在帶狀測(cè)量臂內(nèi)，用以發(fā)射超聲信號(hào)穿過(guò)發(fā)射接收帶照射腦部待成像組織區(qū)域，并接收反射回的超聲信號(hào)和腦組織產(chǎn)生的光聲信號(hào)，所述的圓形耳殼(13)在遠(yuǎn)離連接帶(1)一端開(kāi)設(shè)安裝孔，用于集結(jié)帶狀光發(fā)射及透光模塊(141)和帶狀超聲相控陣發(fā)射及接收模塊(142)的電纜線；

連接帶(1)：為可伸縮式的彈性連接帶，通過(guò)調(diào)節(jié)長(zhǎng)度用以適應(yīng)不同被試者頭部顱骨外圍，其一端與圓形耳殼(13)連接，另一端與帶狀測(cè)量臂(14)連接，所述的連接帶(1)和帶狀測(cè)量臂(14)設(shè)有一組或多組，分別與圓形耳殼(13)的旋轉(zhuǎn)環(huán)(132)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

主機(jī)：通過(guò)電纜線依次通過(guò)圓形耳殼(13)和連接帶(1)分別與帶狀測(cè)量臂(14)中的帶狀光發(fā)射及透光模塊(141)和帶狀超聲相控陣發(fā)射及接收模塊(142)連接，用以驅(qū)動(dòng)發(fā)射激光和超聲信號(hào)，并接收產(chǎn)生的光聲信號(hào)和反射回的超聲信號(hào)進(jìn)行成像；

該腦功能成像儀的工作流程為：

1)根據(jù)光聲超聲雙模態(tài)同步成像系統(tǒng)中主機(jī)的激勵(lì)信號(hào)，控制多個(gè)通道同時(shí)發(fā)射經(jīng)波束合成后的超聲波，經(jīng)顱骨照射腦部待測(cè)組織區(qū)域；

2)帶狀脈沖光源發(fā)射脈沖光，經(jīng)柔性導(dǎo)光棒均勻化后，經(jīng)顱骨透射到與帶狀超聲相控陣發(fā)射和接收模塊覆蓋的同一待測(cè)組織區(qū)域，產(chǎn)生光聲信號(hào)；

3)帶狀超聲相控陣發(fā)射和接收模塊接收組織區(qū)域反射的超聲信號(hào)，經(jīng)脈沖光觸發(fā)后，經(jīng)過(guò)設(shè)定延時(shí)，接收光聲信號(hào)；

4)將接收到的超聲信號(hào)和光聲信號(hào)經(jīng)過(guò)電纜線傳輸?shù)街鳈C(jī)，實(shí)現(xiàn)顱骨內(nèi)腦部組織同時(shí)同步光聲超聲雙模態(tài)成像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頭箍式腦功能成像儀，其特征在于，所述的帶狀光發(fā)射及透光模塊(141)包括沿光路依次設(shè)置的脈沖光源和柔性導(dǎo)光棒(4)，所述的柔性導(dǎo)光棒(4)貼合顱骨設(shè)置，用以使脈沖光源發(fā)射的脈沖光均勻化，所述的脈沖光源通過(guò)電纜線與主機(jī)連接，所述的脈沖光源包括內(nèi)嵌式LED陣列光源(3)和外接激光器發(fā)射激光光源，用于發(fā)射多個(gè)波長(zhǎng)的脈沖光。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頭箍式腦功能成像儀，其特征在于，所述的帶狀超聲相控陣發(fā)射及接收模塊(142)包括陣元板(5)和超聲聲頭，所述的陣元板頂端通過(guò)電纜線與主機(jī)連接，底端連接超聲聲頭，所述的超聲聲頭包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的柔性復(fù)合PZT陣列(8)、匹配層(9)和聲透鏡(10)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頭箍式腦功能成像儀，其特征在于，所述的帶狀測(cè)量臂(14)還包括設(shè)置在與腦部顱骨接觸表面提供保護(hù)的透明水密層(12)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頭箍式腦功能成像儀，其特征在于，所述的帶狀光發(fā)射及透光模塊(141)和帶狀超聲相控陣發(fā)射及接收模塊(142)的給光模式包括單側(cè)給光模式和雙側(cè)給光模式，具體為：

在單側(cè)給光模式下：帶狀光發(fā)射及透光模塊和帶狀超聲相控陣發(fā)射及接收模塊均僅設(shè)置一個(gè)，且分別并列設(shè)置在帶狀測(cè)量臂(14)內(nèi)的左右兩側(cè)，并且?guī)畛曄嗫仃嚢l(fā)射及接收模塊中的陣元板(5)傾斜設(shè)置，其與發(fā)射接收帶的法線間的角度為50-80度；

在雙側(cè)給光模式下：帶狀光發(fā)射及透光模塊設(shè)有兩個(gè)，帶狀超聲相控陣發(fā)射及接收模塊僅設(shè)置一個(gè)，并且兩個(gè)帶狀光發(fā)射及透光模塊分別設(shè)置在帶狀超聲相控陣發(fā)射及接收模塊的左右兩側(cè)，帶狀超聲相控陣發(fā)射及接收模塊中的陣元板與帶狀測(cè)量臂(14)底面垂直設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頭箍式腦功能成像儀，其特征在于，所述的連接帶(1)兩端與帶狀測(cè)量臂(14)和旋轉(zhuǎn)環(huán)(132)之間的連接位置固定，連接帶(1)和帶狀測(cè)量臂(14)由旋轉(zhuǎn)環(huán)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。