[发明专利]一种用于皮肤检测的单阵元光声谱信号获取系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于皮肤检测的单阵元光声谱信号获取系统及方法，系统体包括：电脑、脉冲激光器、光纤束、分光片、聚焦透镜、光阑、针式水听器、水槽、黑体、单阵元检测换能器、放大器和示波器，方法具体包括：经聚焦透镜整形后的脉冲激光，通过光阑调整光斑大小，垂直照射到待测样本组织上，产生光声信号；经聚焦透镜整形后的脉冲激光照射在浸于水槽的黑体上，利用换能器采集黑体产生的光声信号；经过信号采集，信号处理，获得待测样本的光声能量吸收谱；选取特征波长下的光声声功率谱，进行一次线性拟合，利用获得的线性拟合参数为皮肤检测提供多样化的量化信息。与现有技术相比，本发明具有灵敏度高、检测深度深等优点。

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其是涉及一种用于皮肤检测的单阵元光声谱信号获取系统及方法。

背景技术

皮肤是人体最大的器官，对人体机体的健康发挥着尤为重要的保护作用。

目前用于皮肤疾病诊断的无创影像诊断方法包括光学成像和超声成像等。光学成像可以提供比较高的成像分辨率，但由于光在生物组织中的散射比较强，穿透深度有限，导致成像深度不足，只能进行浅表的成像，无法针对不同的皮肤厚度层做出准确的病理学诊断。超声成像相较于光学成像可以提供较深的成像深度，可确定皮损厚度，但其成像基于生物组织的声阻抗差异，因此常难以区分化学性质有所差异但是物理性质却相差不大的病变区域与正常组织，导致对比度不高，尤其难以进行早期的诊断；且超声成像缺乏对化学信息的分析，能提供的有效病变信息较少，不能作为确诊的依据；此外，这些影像诊断方式均无法提供量化信息。

用于皮肤检测的单阵元光声谱方法，结合了光学和声学的优点，能够实现在一定的成像深度下，达到足够的分辨率。同时该方法弥补了目前影像学诊断方式只能从物理或化学单一方面提供信息，且无法提供量化信息的局限性，能够从化学组织层面上剖析生物组织成分的性质、含量、微结构变化等，提供更为准确的客观量化信息。对组织结构与功能信息全面获取的能力也会是医疗、生物科学发展的必然趋势。

中国专利CN201510935010提供了一种超声光声光声谱成像系统及方法，该方法采用阵列超声探头进行皮肤光谱成像检测，然而该方法灵敏度低，易缺失高频信息；且获得的光声谱信息为光声二维谱图，仅能定性对组织进行判断，无法获得量化信息，对组织进行客观准确的判断。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于皮肤检测的单阵元光声谱信号获取系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于皮肤检测的单阵元光声谱信号获取系统，该系统包括：

电脑，用于控制脉冲激光器发射多波长脉冲激光。

脉冲激光器，用于接收电脑指令发射脉冲激光。

多模光纤束，用于引导脉冲激光器发射的脉冲激光。

水槽，用于浸泡黑体并耦合声信号。

分光片，用于将经多模光纤束引导后的脉冲激光进行分光，并分别照射至待测组织样本上及照射到浸入水槽中的黑体上。

聚焦透镜，用于对分光后的脉冲激光束进行聚焦。

光阑，用于对聚焦后的脉冲激光进行尺寸调整，调节照射到待测组织样本上的光斑大小。

针式水听器，用于采集待测组织样本产生的光声信号。

换能器，浸入水槽中，用于采集黑体产生的光声信号。

放大器，用于分别对针式水听器、换能器采集的光声信号进行放大。

示波器，用于对所述针式水听器和换能器采集到的光声信号进行显示和采集。

一种用于皮肤检测的单阵元光声谱信号获取方法，该方法包括如下步骤：