[发明专利]基于光声谱分析的组织弹性分析方法与装置

摘要

一种基于光声谱分析的组织弹性分析装置，包括：激光光源系统、信号采集系统和数据分析系统；其中：激光光源发射激光到样品组织表面；信号采集系统采集样品组织表面经激光照射后产生的光声信号，并将其发送到数据分析系统；数据分析系统对该光声信号进行处理，分析其组织弹性模量。通过该装置，能够准确地测量分析样品的组织弹性。

主权项

1.一种基于光声谱分析的组织弹性分析装置，包括：激光光源系统、信号采集系统和数据分析系统；其中：激光光源系统发射激光到样品组织表面；信号采集系统采集样品组织表面经激光照射后产生的光声信号，并将其发送到数据分析系统；数据分析系统对该光声信号进行处理，分析样品的组织弹性模量；弹性模量计算过程如下：E表示弹性模量，F表示压力，S表示受力面积，h表示样品厚度，Δh表示样品厚度变化量，k表示弹性系数；f表示样品固有振荡频率，m表示被照射区域质量；由(2)式可得k的表达式；k＝4π2f2m  (3)m＝ρsh  (4)ρ表示样品密度，S表示样品表面积，h表示样品厚度；把式(3)(4)带入式(1)可得：E＝4π2ρf2h2  (5)测量样品密度ρ、厚度h；确定样品的固有振荡频率f；根据公式(5)和已知相关量得出样品弹性模量E；所述激光光源系统包括：激光源，光纤，光纤出口，准直透镜，聚焦透镜；其中：激光源发出的激光经光纤传导后由光纤出口导出，经过准直透镜准直之后由聚焦透镜聚焦后激光焦点聚焦于样品表面；所述信号采集系统包括：水听器，前置放大器、数据采集卡、水槽；其中：浸泡在水槽中的样品经过激光照射后产生光声信号，水听器接收该光声信号，前置放大器放大水听器接收的该光声信号为电信号，该放大后的电信号传导到数据采集卡，数据采集卡采集该光声信号并将其发送给数据分析系统；所述的数据分析系统，对数据采集卡采集到的信号进行保存，对该信号进行频谱分析以确定样品的固有振荡频率；所述数据分析系统包括PC端，对数据采集卡采集到的信号进行保存，对该信号进行频谱分析以确定样品的固有振荡频率，进而计算其弹性模量；所述数据分析系统确定样品的固有振荡频率，进而计算其弹性模量。