[发明专利]光声分子三维成像仪

说明书

技术领域

本发明涉及光声分子三维成像仪，属于三维医疗成像诊断导航技术领域。

背景技术

现有用于医疗诊断的成像设备，常采用X射线成像，它能获得人体组织的灰度照片，这种照片只是人机体的一个稀疏替代品，其成像技术在成像深度与分辨率上不能兼顾，因此，将成像结果作为医疗辅助，存在成像精度低，可靠性差的问题。

发明内容

本发明目的是为了解决现有医疗成像设备成像精度低，可靠性差的问题，提供了一种光声分子三维成像仪。

本发明所述光声分子三维成像仪，它包括激光器、声光调制器、凸透镜、反射镜、超声换能器、前置放大器、AD转换器、多通道信号采集单元、数字信号处理单元和三维图像重构单元，

激光器发射出连续激光，该连续激光为在激光器内部经过高频脉冲波形信号调制后形成的光强度按调制信号曲线变化的连续激光；该连续激光经过声光调制器调制后，经凸透镜汇聚于反射镜上，反射镜的反射光束入射至待成像组织后，使待成像组织产生压力变化，从而产生超声波；该超声波被超声换能器接收，并被前置放大器进行信号放大后，再经AD转换器转变成数字信号，传递给多通道信号采集单元；

多通道信号采集单元将采集的数字信号传递给数字信号处理单元，数字信号处理单元将接收的数字信号依次进行滤波、鉴频、卷积和快速傅里叶变换处理后，保留待成像组织的特征数据；该特征数据采用三维图像重构单元进行振幅及相位的处理，获得调制振幅及相位数据并保存；

改变反射镜的反射光束在待成像组织上的入射点，获得不同的调制振幅及相位数据；三维图像重构单元将所有调制振幅及相位数据进行重构，生成待成像组织的三维图像。

它还包括调制信号发生器和驱动器，

调制信号发生器用于产生同步调制信号，该同步调制信号连接多通道信号采集单元的驱动信号输入端和驱动器的驱动信号输入端，驱动器的驱动信号输出端连接声光调制器的驱动信号输入端。

本发明的优点：本发明成像所依据数据源为待成像组织的超声信号，超声信号的获取克服了现有成像技术在成像深度与分辨率上不可兼得的不足。因此，光声成像能够获得高对比度和高分辨率的组织影像。

光声成像基本粒子能直达待成像组织7厘米的深处，大约3英寸，它依据探测到的光声信号来重建组织内光能量吸收分布的图像，很好地结合了光学和超声两种成像技术的优点，能够更加精确的辅助医生进行诊断和手术导航。

附图说明

图1是本发明所述光声分子三维成像仪的结构框图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述光声分子三维成像仪，它包括激光器1、声光调制器2、凸透镜3、反射镜4、超声换能器5、前置放大器6、AD转换器7、多通道信号采集单元8、数字信号处理单元9和三维图像重构单元10，

激光器1发射出连续激光，该连续激光为在激光器1内部经过高频脉冲波形信号调制后形成的光强度按调制信号曲线变化的连续激光；该连续激光经过声光调制器2调制后，经凸透镜3汇聚于反射镜4上，反射镜4的反射光束入射至待成像组织后，使待成像组织产生压力变化，从而产生超声波；该超声波被超声换能器5接收，并被前置放大器6进行信号放大后，再经AD转换器7转变成数字信号，传递给多通道信号采集单元8；

多通道信号采集单元8将采集的数字信号传递给数字信号处理单元9，数字信号处理单元9将接收的数字信号依次进行滤波、鉴频、卷积和快速傅里叶变换处理后，保留待成像组织的特征数据；该特征数据采用三维图像重构单元10进行振幅及相位的处理，获得调制振幅及相位数据并保存；

改变反射镜4的反射光束在待成像组织上的入射点，获得不同的调制振幅及相位数据；三维图像重构单元10将所有调制振幅及相位数据进行重构，生成待成像组织的三维图像。

工作过程：

1、连续激光经过高频脉冲波形信号调制后，形成光强度按调制信号曲线变化的调制激光。所述高频脉冲约为10兆。

2、调制激光经声光调制器分光、传输后，再经聚光处理，并由反射镜4反射于待成像组织的某点，在光点上的组织会产生与调制激光波形相关联的温度变化，随着组织的温度变化将产生组织的压力变化，从而产生微弱的超声波。随着组织特性的不同，产生的超声波的强度和频率会有所不同。

3、通过超声换能器5检测到微弱的超声波，并将这些微弱的超声波转换成电信号，所述微弱的超声波大约为几个毫帕。

4、将这些微弱的电信号经过放大等处理后，通过高速A/D转换，转换成数字信号。