[發明專利]超聲探頭、內窺鏡、內窺成像系統以及內窺成像方法

有效

• 申請號: 202011313512.5
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112450882B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 馬騰;龔小競;譚清源;解志華;王叢知;鄭海榮
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B8/08;A61B8/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 尹秀

1.一種內窺鏡的超聲探頭，其特征在于，包括：

基底，所述基底為中空基底，所述基底材料為背襯吸聲材料；

光纖元件，所述光纖元件位于所述基底中，用于傳輸激光器發射的激光；

透鏡組，所述透鏡組位于所述基底的一側，用于對所述光纖元件傳輸的激光進行整形，形成平行的第一環錐光，所述第一環錐光用于照射待成像物體，并激發所述待成像物體產生光聲信號；

環陣超聲換能器，所述環陣超聲換能器環設在所述基底的外側，用于采集所述光聲信號，所述光聲信號用于形成所述待成像物體的三維光聲圖像，所述環陣超聲換能器還用于發射超聲波到所述待成像物體上，并采集從所述待成像物體上反射回來的超聲波；

其中，所述透鏡組還包括光學鏡筒，所述基底中還設置有金屬筒，所述光纖元件位于所述金屬筒的空腔內，所述金屬筒的一端固定所述光學鏡筒，所述金屬筒背離所述透鏡組的另一端設置有力矩彈簧，以通過力矩彈簧帶動所述透鏡組，使其與所述環陣超聲換能器進行相對移動。

2.根據權利要求1所述的超聲探頭，其特征在于，所述光纖元件能夠沿平行于所述基底的軸線的方向移動，以調節所述光纖元件朝向所述透鏡組的一端與所述透鏡組之間的距離。

3.根據權利要求2所述的超聲探頭，其特征在于，所述環陣超聲換能器包括至少一排環繞所述基底的軸線的超聲換能器陣元，每排超聲換能器陣元包括多個超聲換能器陣元，所述超聲換能器陣元用于采集所述光聲信號。

4.根據權利要求3所述的超聲探頭，其特征在于，所述環陣超聲換能器為二維環陣超聲換能器，所述二維環陣超聲換能器包括多排環繞所述基底軸線的超聲換能器陣元，且所述超聲換能器陣元的排數和所述每排超聲換能器陣元所包括的超聲換能器陣元的個數相同。

5.根據權利要求1所述的超聲探頭，其特征在于，還包括：機械掃描裝置，所述機械掃描裝置用于帶動所述環陣超聲換能器沿所述基底的軸線平動。

6.根據權利要求1所述的超聲探頭，其特征在于，所述第一環錐光為錐形的光束，其中，所述第一環錐光沿垂直與所述基底軸線方向上的各個截面在預設平面內的投影的形狀均為環形，且各所述環形的寬度均相同，所述預設平面為垂直于所述基底軸線的平面。

7.根據權利要求1所述的超聲探頭，其特征在于，所述透鏡組包括：

凸透鏡，所述凸透鏡用于對所述光纖元件傳輸的激光進行匯聚或發散；

錐鏡，所述錐鏡用于基于所述凸透鏡出射的激光形成第二環錐光；

反射鏡，所述反射鏡用于對所述錐鏡出射的第二環錐光進行反射，形成第一環錐光。

8.根據權利要求1所述的超聲探頭，其特征在于，所述基底為柱狀基底。

9.一種內窺鏡，其特征在于，包括：超聲探頭，其中，所述超聲探頭為權利要求1-8任一項所述的超聲探頭。

10.一種內窺成像系統，其特征在于，包括：

內窺鏡，所述內窺鏡為權利要求9所述的內窺鏡。

11.根據權利要求10所述的內窺成像系統，其特征在于，還包括：

計算機，所述計算機用于基于所述光聲信號，形成所述待成像物體的三維光聲圖像。

12.根據權利要求11所述的內窺成像系統，其特征在于，所述計算機還基于從所述待成像物體上反射回來的超聲波，獲得三維超聲圖像，并基于所述三維超聲圖像與所述三維光聲圖像，獲得三維聲光融合圖像。

13.一種內窺成像方法，其特征在于，應用于權利要求10-12任一項所述的內窺成像系統，所述內窺成像方法包括：

對激光器發射的激光進行整形，形成第一環錐光，所述第一環錐光照射到待成像物體，并激發所述待成像物體產生光聲信號；

采集所述光聲信號，所述光聲信號用于形成所述待成像物體的三維光聲圖像。