[发明专利]一种基于微振镜扫描仪的光声成像系统

说明书

本发明公开了一种基于微振镜扫描仪的光声成像系统，其包括：激光发生器、光路整形器、微振镜扫描仪、超声波换能器、放大器；其中，所述微振镜扫描仪包括一中空的框架，所述框架内可旋转地设置一第一反射板和第二反射板，一电磁铁通过吸附或排斥所述永磁体来驱动所述第一反射板绕X轴或第二反射板绕Y轴旋转。本发明的有益效果是：通过电磁控制的微振镜扫描仪，可以实现快速成像、宽扫描范围，并由于使用廉价的聚二甲基硅氧烷(PDMS)和微磁体，因而成本较低；微振镜扫描仪尺寸小，占地面积小；光‑声都通过微振镜扫描仪反射，具有同轴共焦的特点，信噪比较高。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种基于微振镜扫描仪的光声成像系统。

背景技术

光声显微镜(PAM)是一种提供高微米级横向空间分辨率的成像技术，可通过光学吸收对比度可视化活体表面结构。根据超声聚焦与光学聚焦的大小，光声显微系统中可分为声学分辨的光声显微成像(AR-PAM)系统和光学分辨的光声显微成像(OR-PAM)系统。

光学分辨率光声显微镜(OR-PAM)的最大时间分辨率在理论上受到生成的光声(PA)波在组织中的传播速度的限制。然而，从技术上讲，成像速度取决于激光的脉冲重复率(PRR)和系统的扫描机制。现在已有的几种快速激光系统来实现理论上的时间分辨率，但已开发的保持高信噪比和共焦对准这种扫描机制，尚未达到其最佳扫描条件。基于机械扫描的典型OR-PAM系统横截面的B扫描速率为1Hz/mm，横向分辨率为2.5μm，扫描范围为3mm，激光充满率为5kHz，这样的参数指标因为成像速度太慢不适用于临床应用。为了克服这一时间分辨率低的问题，又开发了几种使用快速音圈级、微机电系统(MEMS)扫描仪、六角镜扫描仪和检流计扫描仪的扫描机制。尽管音圈光声显微镜(PAM)在1mm的范围内将B扫描速率提高到40Hz，但扫描速率仍然受到音圈级的质量、驱动力和振动的限制。因此，使用机械扫描很难进一步提高扫描速度。而水浸式MEMS扫描仪在不使用任何机械扫描的情况下，将单轴的B扫描速率提高到400Hz，将两轴的B扫描速率提高到100Hz。然而，这些浸水式MEMS扫描仪在长期使用过程中变得脆弱，并且由于扫描模式不稳定，获取的PA图像非常失真。六角镜扫描仪在12mm的范围内实现900Hz的B扫描速率。由于步长较宽，以900Hz的B扫描速率拍摄的图像质量相对不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速成像、宽扫描范围的基于微振镜扫描仪的光声成像系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于微振镜扫描仪的光声成像系统，其包括：

激光发生器，用以产生脉冲激光；

光路整形器，用以对脉冲激光进行整形成准直光；

微振镜扫描仪，用以将整形后的脉冲激光反射到样本上；

超声波换能器，用以接收所述脉冲激光照射到样本上后由所述样本发出的超声波并将其转换为数字信号，所述超声波经过所述微振镜扫描仪反射后送入所述超声波换能器；

放大器，连接所述超声波换能器以接收所述数字信号并放大后输送给后台系统，所述后台系统通过将所述数字信号通过希尔伯特变换转换为光声图像；

其中，所述微振镜扫描仪包括一中空的框架，所述框架内可沿X轴方向旋转地设置一第一反射板，所述第一反射板上设置一贯穿的安装孔，所述安装孔内可沿Y轴方向旋转地设置一第二反射板，所述X轴和Y轴相互垂直，所述第一反射板和第二反射板上均设置有可反射激光和超时波的反射层，所述反射层外涂敷有绝缘层；所述第一反射板上以所述X轴为对称轴设置有两个永磁体，所述第二反射板上以所述Y轴为对称轴设置有两个永磁体；

还包括一通过吸附或排斥所述永磁体来驱动所述第一反射板绕所述X轴或第二反射板绕Y轴旋转的电磁铁；所述后台系统连接所述电磁铁以通过所述电磁铁控制所述第一反射板和第一反射板周期性摆动。