[发明专利]一种光声和光学融合的多模态成像系统

权利要求书

1.一种光声和光学融合多模态成像系统，其特征在于，该系统包括：样品承载模块、光声成像模块、光学成像模块和计算机，其中：

所述样品承载模块用于承载待测生物组织；

所述光声成像模块和光学成像模块的光路采用“十字交叉”结构，二者共用所述样品承载模块，作为交叉中心；所述光声成像模块用于对所述待测生物组织进行光声成像，所述光学成像模块用于对所述待测生物组织进行光学成像；

所述计算机与所述样品承载模块、光声成像模块、光学成像模块分别连接，以对所述样品承载模块、光声成像模块、光学成像模块的工作时序进行控制，并对所述光声成像模块和光学成像模块发送的图像数据进行处理。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述样品承载模块包括用于固定所述待测生物组织的固定支架、用于提供所述待测生物组织呼吸环境的呼吸罩、用于带动所述样品承载模块的旋转平移台。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理包括光声和荧光图像的重建，以及重建图像的融合配准。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光声成像模块包括：脉冲激光器、可调谐脉冲激光器、光学装置、超声换能器、数据采集器，其中：

所述脉冲激光器用于为后级可调谐脉冲激光器提供泵浦源；

所述可调谐脉冲激光器受前级脉冲激光器的驱动，提供波长和能量均可调的脉冲激光输出，以用于多光谱光声成像；

所述光学装置位于所述可调谐脉冲激光器的后级，其采用两束多模光纤，在耦合了所述可调谐脉冲激光器的脉冲激光输出后，从两个相对的方向照射到放置在样品承载模块上的待测生物组织，以增加成像的深度；

所述超声换能器位于所述样品承载模块的后方，借助旋转平移台的带动对于所述待测生物组织进行扫描，以实现待测生物组织的三维成像，并在光声成像中将接收到的光声信号转换为电信号；

所述数据采集器位于所述光声成像模块的末级，其用于将所述超声换能器转换得到的微弱电信号进行放大和量化，并将放大和量化后的电信号数据传输到计算机进行后续的数据处理。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述脉冲激光器为调Q的掺钕钇铝石榴石激光器。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述可调谐脉冲激光器提供的脉冲激光的可调谐波段为680nm～960nm。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述超声换能器为128阵元的凹弧形超声换能器，中心频率为5MHz。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据采集器的采样率为40Msps，量化位数为12位。

9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述光声成像模块还包括机械框架，所述机械框架包括用于盛放耦合液的水箱、用于固定所述超声换能器的连接杆。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学成像模块包括：连续波激光器、分光器、聚焦透镜、窄带滤波片和低温制冷CCD相机，其中：

所述连续波激光器发射固定波长的连续激光，用于对放置在所述样品承载模块上的待测生物组织内部的荧光物质进行激发；

分光器位于所述连续波激光器的后级，用于将所述连续波激光器的单束光分为两束，一束照射到后级的聚焦透镜上，另一束通过光纤耦合照射到待测生物组织上；

所述聚焦透镜位于所述分光器的后级，用于将所述连续波激光器发出的连续激光聚焦在放置在样品承载模块上的待测生物组织上的一个点上；

所述窄带滤波片位于低温制冷CCD相机镜头的前面，用于过滤所述连续波激光器输出的激发光以及环境中杂散光；

所述低温制冷CCD相机位于所述光学成像模块的末级，其用于对待测生物组织被激发的荧光进行信号采集。