[发明专利]磁声监控下的激光诱导超声激励方法与装置

说明书

一种磁声监控下的激光诱导超声激励方法与装置，采用激光诱导超声产生高频、高强超声信号，产生的超声信号一方面通过声学透镜产生聚焦声源作用在被测目标体，用于对被测目标体特定位置进行激励，另一方面产生的超声信号作为磁声成像的激励源，与静磁场相结合产生电学信号，通过检测电学信号实现被测目标体电学参数图像重建，电学参数的图像直接反应被测目标体内特定激励区域的激励位置和激励效果，实现磁声监控下的激光诱导超声激励的目的。应用本发明方法的装置包括激光激励模块、磁声监控及超声激励模块和控制与同步模块。

技术领域

本发明涉及一种激光诱导超声的激励方法和装置。

背景技术

电阻抗成像是继形态和结构成像之后的新一代医学成像技术，对于生命科学研究和疾病的早期诊断具有重要的价值，当生物组织发生早期病变而且尚未在形态结构上产生改变时，生物组织内各类化学物质所带电荷量和电荷的空间分布将首先发生变化，宏观上表现为病变部位生物组织的电学特性(电阻抗、电导率、介电常数)改变，因此通过对组织电学特性成像可达到对病变组织早期诊断早期治疗的目的。磁声电成像作为新兴的电阻抗成像技术，能定量测量组织电导率，具有电阻抗成像的高对比度和超声成像的高分辨率，该技术一经提出就受到国内外研究学者的关注，经过近十年的发展，在超声激励理论、多物理场耦合正逆问题研究、实验平台搭建等方面都取得了巨大的进步；激光诱导超声激励技术作为一种新型的可以产生微尺度焦斑的高精度超声振动波技术近几年也受到广泛关注，该技术利用脉冲激光束激发光声转换介质，产生高振幅、高频的超声波，由于激光产生超声的高频和高声压特性，该技术在单细胞选择性分离、细胞团的微超声裂解、药物输送以及液体微喷等领域得到重视，两者沿着各自的轨道都有很好的应用前景。尤其在激励过程中，激励的精度及准确度直接与导航的精度相关，而激励的位置确定则与导航的有效信息提取精度有关，目前还没有针对激光诱导超声激励的有效的导航手段。

发明内容

本发明的目的是克服目前激光诱导超声激励导航手段的缺点，提出一种磁声监控下的激光诱导超声激励方法与装置。

本发明磁声监控下的激光诱导超声激励方法为：将激励的脉冲激光分成三束光束，一束脉冲激光通过激光诱导超声方法经过聚焦激光诱导超声透镜产生高频、高强聚焦声源，作用在被测目标体上，用于对被测目标体定点进行超声机械激励；第二束脉冲激光同样通过激光诱导超声方法激励平面型激光诱导超声换能器产生面声源，产生的面声源作为磁声成像的激励源，与静磁场相结合产生电学信号，通过检测电学信号实现被测目标体电学参数图像重建；第三束脉冲激光直接被光电探测器接收产生电信号，为磁声成像提供同步信号；所述的电学参数图像直接反映被测目标体内特定激励区域的激励位置和激励效果，实现磁声监控下的激光诱导超声激励。

应用本发明磁声监控下的激光诱导超声激励方法的装置包括激光激励模块、磁声监控及超声激励模块和控制与同步模块。所述的激光激励模块分别连接磁声监控及超声激励模块和控制与同步模块。激光激励模块产生足够强的激光信号，用于诱导满足要求的超声信号，为被测目标体的特定位置提供激励，同时为整个装置的稳定运行提供基准信号。所述的磁声监控及超声激励模块包括激光诱导超声激励模块、磁声成像模块和超声耦合及磁场营造区域，其中的激光诱导超声激励模块、磁声成像模块分别连接激光激励模块和控制与同步模块，实现对被测目标体的定点激励和磁声成像；所述的控制与同步模块包括激光控制器、光电探测器、计算机控制中心和三维控制系统，该模块连接磁声监控及超声激励模块、激光激励模块，实现装置的协调有序、稳定工作。