[发明专利]一种便携式微波热声、超声双模态乳腺成像装置及其方法

说明书

本发明公开了一种便携式微波热声、超声双模态乳腺成像装置及其方法，包括小型化微波源，用于发出脉冲微波信号，手持式一体化成像探头，用于将微波能量耦合至乳房组织，使得乳房组织产生微波热声信号，并接收所述微波热声信号，同时接收乳腺待检测部位产生的超声回波信号；超声成像模块，用于发射高压电脉冲信号；计算机，用于接收、处理所述微波热声信号和超声回波信号，并采用延迟叠加图像重建算法得到微波热声图像，将得到的乳腺微波热声图像和超声图像直接进行叠加，实现乳腺的双模态成像。

技术领域

本发明属于乳腺成像的技术领域，具体涉及一种便携式微波热声、超声双模态乳腺成像装置及其方法。

背景技术

目前在乳腺成像领域，特别是乳腺癌检测领域，微波和超声成像技术应用较多。然而，常规超声成像技术主要用于结构性显象，对比度较差；微波成像技术虽然能够反应与组织介电特性相关的功能性信息，但是空间分辨率受到微波波长和穿透深度的影响。

微波热声成像技术因其同时兼具微波成像的高对比度和超声成像的高分辨率优势，近年来成为生物医学影像领域的研究热点。其主要应用领域包括癌症检测、异物探测和分子影像等，其中：微波热声成像主要对组织水含量和离子浓度相关的微波吸收特性敏感；而超声成像主要对组织的声学阻抗差异特性敏感。

微波热声成像技术利用脉冲(通常为几十～几百纳秒量级)微波(频率0.01～10GHz)辐照生物组织，在满足热限制和压力限制的情况下，受照射组织因吸收脉冲微波能量进而产生热致伸缩效应，并由于膨胀—压缩这一机械过程产生超声波信号(即：微波热致超声波信号)，产生的微波热致超声波(微波热声)信号携带了生物组织微波吸收特性的相关信息，利用超声换能器接收热声信号，通过数据采集系统对该信号进行采集，最后借助图像重建算法进行图像重建，就可得到样品对微波能量相对吸收的空间分布信息。

现有微波热声/超声双模态成像技术多采用躺卧式检测方案，成像过程中被检测者呈俯卧姿态，微波从下往上辐照乳房组织；进而通过在乳房周围分布的阵列超声换能器或者单一超声换能器旋转扫描采集热声信号。该种方案难以对靠近胸腔壁的乳房部位进行成像检测，容易造成漏诊。其次，通常的微波热声/超声双模态成像系统体积较大，天线和超声换能器是分离使用的，操作极为不便。再者，通常的微波热声/超声双模态成像技术直接采用医用超声换能器接受微波热声信号，该类型超声换能器多为线阵和凸阵形式，具有非常有限的接受孔径角，造成热声成像质量较差，难以满足实际应用所需。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种便携式微波热声、超声双模态乳腺成像装置及其方法，以解决或改善上述的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种便携式微波热声、超声双模态乳腺成像装置及其方法，其包括：

小型化微波源，用于发出脉冲微波信号；

手持式一体化成像探头，用于将微波能量耦合至乳房组织，使得乳房组织产生微波热声信号，并接收所述微波热声信号，同时接收乳腺待检测部位产生的超声回波信号；

超声成像模块，用于发射高压电脉冲信号；

计算机，用于接收、处理所述微波热声信号和超声回波信号，并采用延迟叠加图像重建算法得到微波热声图像，将得到的乳腺微波热声图像和超声图像直接进行叠加，实现乳腺的双模态成像；

计算机分别与小型化微波源、多通道数据采集单元和超声成像模块连接；小型化微波源依次与隔离器和手持式一体化探头连接；手持式一体化探头依次与多通道数据放大单元和多通道数据采集单元相连；超声成像模块通过反向限幅器与手持式一体化探头连接。

优选地，手持式一体化探头包括超声换能器和与超声换能器连接的小型化天线。

优选地，超声换能器与多通道数据放大单元和多通道数据采集单元相连；小型化天线与小型化微波源相连。