一種用于乳腺癌檢測的光聲一體化探頭的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實用新型涉及一種用于乳腺癌檢測的光聲一體化探頭，屬于光聲層析成像技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]當用光輻照某種吸收體時，吸收體吸收光能量而產(chǎn)生溫升，溫度升降引起吸收體的體積脹縮，產(chǎn)生超聲波，這種現(xiàn)象稱為光聲效應(yīng)。在七十年代，光聲效應(yīng)被用于光譜研究，形成了光聲光譜技術(shù)。在八十年代光聲效應(yīng)被引入生物組織成像領(lǐng)域，形成了生物組織的光聲層析成像技術(shù)。光聲成像技術(shù)結(jié)合了組織純光學成像和組織純超聲成像的優(yōu)點，由于組織對超聲的衰減和散射遠小于組織對光的衰減和散射，用寬帶超聲探頭檢測超聲波代替光學成像中檢測散射光子，再結(jié)合腫瘤組織和正常組織的高對比度，因此光聲成像可以產(chǎn)生高對比高分辨率的組織影像。該方法相對于其它成像方法有很多的優(yōu)點:與核磁共振成像相比，它成像成本低很多；與X射線方法相比它沒有輻射；與0CT相比它的成像深度要深得多，達到10mm到20mm左右；通過特定波長的激光福照生物組織，光聲方法還能實現(xiàn)對組織功能成像。
[0005]光聲成像技術(shù)雖然具有很多優(yōu)點，但也存在一些技術(shù)困難阻礙了其在臨床檢測和診斷的應(yīng)用，這些困難主要包括以下幾個方面:一、數(shù)據(jù)采集時間的限制:目前國際上光聲成像技術(shù)主要采用單個的超聲換能器采用旋轉(zhuǎn)掃描或逐點掃描的方式采集光聲信號，其成像具有較高的圖像對比度和分辨率，但這幾種方式數(shù)據(jù)采集時間過長，一般需要幾十分鐘到幾個小時不等；二、光聲成像的探頭的帶寬、靈敏度、分辨率等參數(shù)的限制，由于目前沒有專門為光聲成像設(shè)計的多元陣列探頭，現(xiàn)在使用的多元陣列探頭也是直接購買的用于B超成像的多元線性陣列探頭，在設(shè)計時顧及到超聲發(fā)射的強度，所以現(xiàn)在的超聲探頭都采用壓電陶瓷材料，而且聲學設(shè)計上作為收發(fā)兩用換能器來設(shè)計，導(dǎo)致探頭的帶寬較窄，故分辨率不高，而光聲成像只接收超聲而不需要發(fā)射超聲，所以可以采用高帶寬的PVDF材料或者復(fù)合材料壓電陶瓷按照接收換能器的要求設(shè)計多元陣列探頭；三、成像裝置復(fù)雜，操作不便，目前的光聲成像系統(tǒng)基本上把激光光源、探頭和超聲耦合劑分離，采用激光垂直輻射，探頭在側(cè)面接收光聲信號，采用水作為超聲耦合劑，這種分離的模式既不適合臨床操作，也使檢測的部位受到限制。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]針對上述問題，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種用于乳腺癌檢測的光聲一體化探頭。
[0008]本實用新型的一種用于乳腺癌檢測的光聲一體化探頭，它包含一分多束光纖、光學全反射鏡、光聲耦合材料層、多元陣列接收型超聲換能器、超聲換能器正負電極引線電纜、光纖電纜固定保護管、探頭外殼、探頭透光窗、吸光黑漆層，一分多束光纖間隔的固定在探頭外殼內(nèi)部的兩側(cè)固定槽上，一分多束光纖的光纖頭垂直設(shè)置在光學全反射鏡的鏡面上，探頭外殼的內(nèi)部設(shè)有光聲耦合材料層，多元陣列接收型超聲換能器安裝在探頭外殼的內(nèi)部軸線上，超聲換能器正負電極引線電纜的一端與多元陣列接收型超聲換能器連接，超聲換能器正負電極引線電纜的另一端與一分多束光纖的一端于探頭的中央處匯聚成一束，并設(shè)置在光纖電纜固定保護管內(nèi)，光纖電纜固定保護管安裝在探頭外殼的尾部，探頭外殼的前端設(shè)置有探頭透光窗，探頭透光窗的兩側(cè)除激光投射窗口外均噴涂有吸光黑漆層。
[0009]作為優(yōu)選，所述的光聲耦合材料層采用壓克力固體材料或具有透光透聲的其他材料制成，壓克力固體材料的特征在于其聲阻抗與人體的聲阻抗接近，能夠?qū)崿F(xiàn)聲阻抗匹配，并且該材料聲衰減系數(shù)小，可以實現(xiàn)超聲的低衰減輸入。
[0010]作為優(yōu)選，所述的多元陣列接收型超聲換能器是由第一匹配層、第二匹配層、壓電元件、多元陣列接收型超聲換能器背襯材料層組成，其中壓電元件為厚度振動模式下機電轉(zhuǎn)換系數(shù)高的壓電材料，多元陣列接收型超聲換能器背襯材料層的聲阻抗盡可能跟所用壓電元件的聲阻抗接近，聲衰減系數(shù)大于等于80dB/cm，按照KLM模型設(shè)計匹配層，可以為多層結(jié)構(gòu)，一般為兩層，聲阻抗介于壓電元件和壓克力材料之間，其他的加工工藝與一般的B超用陣列探頭相同。
[0011]作為優(yōu)選，所述的超聲換能器正負電極引線電纜是由壓電元件正極引線和壓電元件負極引線組成。
[0012]本實用新型的有益效果:它通過將輻射光源、超聲耦合和陣列超聲接收換能器結(jié)合在一起，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對生物組織快速、方便的大面積的光聲成像的多元光聲，還可以同時滿足透光和透聲的寬頻帶多元陣列光聲，解決了激光的低衰減輸出與超聲高靈敏和高帶寬的輸入。
[0013]【附圖說明】:
[0014]為了易于說明，本實用新型由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實用新型的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本實用新型中探頭透光窗的分布示意圖。
[0019]1- 一分多束光纖；2_光學全反射鏡；3_光聲親合材料層；4_多元陣列接收型超聲換能器；4-1_第一匹配層；4-2_第二匹配層；4-3_壓電元件；4-4_多元陣列接收型超聲換能器背襯材料層；5_超聲換能器正負電極引線電纜；5-1_壓電元件正極引線；5-2_壓電元件負極引線；6_光纖電纜固定保護管；7_探頭外殼；8_探頭透光窗；9_吸光黑漆層。
[0020]【具體實施方式】:
[0021]如圖1-圖4所不，本【具體實施方式】米用以下技術(shù)方案:它包含一分多束光纖1、光學全反射鏡2、光聲耦合材料層3、多元陣列接收型超聲換能器4、超聲換能器正負電極引線電纜5、光纖電纜固定保護管6、探頭外殼7、探頭透光窗8、吸光黑漆層9，一分多束光纖1間隔的固定在探頭外殼7內(nèi)部的兩側(cè)固定槽上，一分多束光纖1的光纖頭垂直設(shè)置在光學全反射鏡2的鏡面上，探頭外殼7的內(nèi)部注設(shè)有光聲耦合材料層3，多元陣列