[发明专利]一种超声、光声和荧光三模态成像系统

说明书

本发明提供了一种超声、光声和荧光三模态成像系统，包括：激光光源模块、运动扫描模块、数据采集模块和控制处理模块；激光光源模块，用于向成像样本提供脉冲激光辐射和使成像样本产生光声与荧光信号，向数据采集模块和控制处理模块发送同步触发信号；运动扫描模块，用于依据预设运动参数对样本进行三维扫描；数据采集模块，包括用于采集成像样本产生的光声/超声/荧光信号；控制处理模块，用于接收脉冲激光光源的触发脉冲信号，以及使运动扫描装置根据控制指令对目标样本进行扫描，同时处理接收到的目标样本数据，将光声/超声/荧光图像进行融合得到多模态重建图像。本发明降低成像中扫描时间、提高成像系统的成像分辨率和成像速度。

技术领域

本发明涉及光声成像技术领域，具体涉及一种超声、光声和荧光三模态成像系统。

背景技术

光声成像(Photoacoustic Imaging，PAI)是近年来蓬勃兴起的一种基于生物组织内部的光学吸收特性差异，以超声作为信息载体的新型无损生物医学成像方法，具备纯光学成像的高对比度特性和纯超声成像的深穿透特性。光声成像通过探测生物组织中的光吸收体因瞬时热弹效应而产生的光声信号，以声波代替光子检测，从原理上避开了光学散射的影响，突破了光学成像深度“软极限”，约1mm，可实现深度达7cm的深层组织活体成像。光声成像不仅具备获取生物组织的功能信息，而且能够对深层组织进行跨尺度高分辨成像

目前光声成像具体包括三种成像方式：光声显微成像技术(PhotoacousticMicroscopy,PAM)、光声计算断层成像(Photoacousic Computed Tomography,PACT)和光声内窥成像(Photoacousic Endoscopy,PAE)。光声计算断层成像PACT具有快速数据采集和实时成像能力，在现有光声成像模式中最具临床转化潜力。但是，光声计算断层成像具有扫描时间长、分辨率较低以及探测角度有限等不足。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种超声、光声和荧光三模态成像系统，实现提高成像分辨率和成像对比度，并具有成像速度快的特点。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种超声、光声和荧光三模态成像系统，包括：控制处理模块、数据采集模块、运动扫描模块和激光光源模块；

所述运动扫描模块上设置有所述数据采集模块和存放待成像样本的样本台，所述运动扫描模块带动所述数据采集模块进行水平旋转和垂直移动，以使运动扫描模块上的所述数据采集模块对样本台上的待成像样本进行数据采集；

其中，所述运动扫描模块的控制端与所述控制处理模块电连接，以使所述控制处理模块通过所述控制端控制所述运动扫描模块进行水平旋转和垂直移动；

所述激光光源模块与所述控制处理模块电连接，所述激光光源模块对待成像样本发射脉冲激光信号，以及向所述控制处理模块发送激光触发信号；

所述数据采集模块向待成像样本发射超声波，并采集待成像样本接收超声波和脉冲激光信号后产生的超声信号、光声信号和荧光信号；

所述数据采集模块与所述控制处理模块电连接，所述数据采集模块将采集的超声信号、光声信号和荧光信号发送至所述控制处理模块；

所述控制处理模块接收所述激光光源模块发送的激光触发信号后生成控制指令和采样控制指令；并向所述运动扫描模块发送控制指令以使所述运动扫描模块按照预设的运动参数进行运动；以及向所述数据采集模块发送采样控制指令以使所述数据采集模块采集超声信号、光声信号和荧光信号；

所述控制处理模块对接收所述数据采集模块发送的超声信号、光声信号和荧光信号进行融合，得到待成像样本的多模态重建图像。

进一步的，所述激光光源模块，包括：脉冲激光器和多模光纤耦合光路；