一種基于面陣探測(cè)器的手持式一體化光聲成像檢測(cè)裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實(shí)用新型涉及一種基于面陣探測(cè)器的手持式一體化光聲成像檢測(cè)裝置，屬于生物醫(yī)學(xué)成像和醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]光聲成像是近年來(lái)發(fā)展的一種新的無(wú)損醫(yī)學(xué)成像方法，它結(jié)合了純光學(xué)成像的高對(duì)比度特性和純超聲成像的高穿透深度特性的優(yōu)點(diǎn)，可以提供高分辨率和高對(duì)比度的組織成像。光聲成像技術(shù)雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些技術(shù)困難阻礙了其在臨床檢測(cè)和診斷的應(yīng)用。這些困難主要包括一下幾個(gè)方面:一、數(shù)據(jù)采集時(shí)間的限制:目前國(guó)際上光聲成像技術(shù)主要采用單個(gè)的超聲換能器采用旋轉(zhuǎn)掃描或逐點(diǎn)掃描的方式采集光聲信號(hào)，其成像具有較高的圖像對(duì)比度和分辨率;但這幾種方式數(shù)據(jù)采集時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一般需要幾十分鐘到幾個(gè)小時(shí)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(méi)有專門(mén)為光聲成像設(shè)計(jì)的多元陣列探頭，現(xiàn)在使用的多元陣列探頭也是直接購(gòu)買的用于B超成像的多元線性陣列探頭，在設(shè)計(jì)時(shí)顧及到超聲發(fā)射的強(qiáng)度，所以現(xiàn)在的超聲探頭都采用壓電陶瓷材料，而且聲學(xué)設(shè)計(jì)上作為收發(fā)兩用換能器來(lái)設(shè)計(jì)，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(jì)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(hào)，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(cè)的部位受到限制。
[0005]【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0006]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于面陣探測(cè)器的手持式一體化光聲成像檢測(cè)裝置。
[0007]本實(shí)用新型基于面陣探測(cè)器的手持式一體化光聲成像檢測(cè)裝置，它包含光聲激勵(lì)組件1、手持式一體化探頭2、信號(hào)處理組件3、信號(hào)采集組件4和計(jì)算機(jī)5，光聲激勵(lì)組件1、手持式一體化探頭2、信號(hào)處理組件3、信號(hào)采集組件4和計(jì)算機(jī)5依次循環(huán)連接，且光聲激勵(lì)組件I與信號(hào)采集組件4連接，所述的光聲激勵(lì)組件I為脈沖激光二極管或半導(dǎo)體激光器。
[0008]作為優(yōu)選，所述的半導(dǎo)體激光器發(fā)出的脈沖激光由一體化探頭照射到成像區(qū)域，且該光束在成像區(qū)域激發(fā)光束信號(hào)。
[0009]作為優(yōu)選，所述的手持式一體化探頭2由光纖頭21、全反射鏡22、擴(kuò)束鏡23、面陣探測(cè)器24、超聲耦合液25、透明彈性薄膜26、金屬外殼27和導(dǎo)線28構(gòu)成，金屬外殼27的底部密封設(shè)置有透明彈性薄膜26，且金屬外殼27的底部設(shè)置有面陣探測(cè)器24和擴(kuò)束鏡23，面陣探測(cè)器24和擴(kuò)束鏡23之間裝有超聲耦合液25，超聲耦合液25由透明彈性薄膜26密封，面陣探測(cè)器24的上方連接有導(dǎo)線28，且光纖頭21的一端插入金屬外殼27的內(nèi)部上方，兩個(gè)全反射鏡22分別安裝在金屬外殼27的上部?jī)?nèi)壁上和側(cè)部?jī)?nèi)壁上。
[0010]所述的面陣探測(cè)器24由透光窗30和陣元探測(cè)器31構(gòu)成，且所述的陣元探測(cè)器31中部設(shè)置有透光窗30，所述的陣元探測(cè)器31由復(fù)合材料制作而成，陣元數(shù)為208，中心頻率為1MHz,帶寬超過(guò)80%。
[0011]作為優(yōu)選，所述的全反射鏡22的角度和相對(duì)位置按照使反射激光束正好照在探頭透光窗的原則來(lái)設(shè)計(jì)。
[0012]作為優(yōu)選，所述的透明彈性薄膜26可以根據(jù)被檢對(duì)象而改變其形狀，突破以往光聲成像系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)的部位的限制；
[0013]作為優(yōu)選，所述的手持式一體化探頭2探測(cè)到的光聲信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理組件3對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波和前置放大后，傳輸?shù)叫盘?hào)采集組件4;信號(hào)采集組件4主要由多通道并行采集系統(tǒng)構(gòu)成，通道數(shù)為256 ;信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D后，通過(guò)USB接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)6進(jìn)行儲(chǔ)存，利用MATLABCVers1n 8.0, Mathwork,USA)軟件進(jìn)行處理，然后采用空間延時(shí)求和算法進(jìn)行圖像重建。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:它能克服現(xiàn)有技術(shù)的弊端，將光聲激發(fā)與傳感集于一體，并由金屬外殼進(jìn)行封裝，形成手持式的一體化光聲成像檢測(cè)系統(tǒng)，有效的實(shí)現(xiàn)了小型化和實(shí)用化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，能很好地滿足臨床檢測(cè)的要求，它的一體化探頭的底部為柔性，可以根據(jù)被檢測(cè)的對(duì)象而改變形狀，可以方便靈活地檢測(cè)身體的各個(gè)部位。將面陣陣列傳感器與多通道并行采集系統(tǒng)結(jié)合，并利用Labview虛擬控制軟件進(jìn)行編程，利用直線投影算法或振幅最大值投影算法進(jìn)行圖像重建，在顯示器上實(shí)時(shí)顯示。它采用便宜的半導(dǎo)體激光管或半導(dǎo)體光纖激光器代替大功率固體激光器，輻射頻率提高，采集時(shí)間縮短，而且造價(jià)較低，集成化程度高，易于應(yīng)用推廣。
[0015]【附圖說(shuō)明】:
[0016]為了易于說(shuō)明，本實(shí)用新型由下述的具體實(shí)施及附圖作以詳細(xì)描述。
[0017]圖1是本實(shí)用新型中基于面陣探測(cè)器的手持式一體化光聲成像檢測(cè)裝置的框圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型中手持式一體化探頭示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型中面陣探測(cè)器結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖4是實(shí)施例中采用本裝置探測(cè)的光聲成像結(jié)果示意圖。
[0021]【具體實(shí)施方式】:
[0022]如圖1-3所示，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:它包含光聲激勵(lì)組件1、手持式一體化探頭2、信號(hào)處理組件3、信號(hào)采集組件4和計(jì)算機(jī)5，光聲激勵(lì)組件1、手持式一體化探頭2、信號(hào)處理組件3、信號(hào)采集組件4和計(jì)算機(jī)5依次循環(huán)連接，且光聲激勵(lì)組件I與信號(hào)采集組件4連接，所述的光聲激勵(lì)組件I為脈沖激光二極管或半導(dǎo)體激光器。
[0023]作為優(yōu)選，所述的半導(dǎo)體激光器發(fā)出的脈沖激光由一體化探頭照射到成像區(qū)域，且該光束在成像區(qū)域激發(fā)光束信號(hào)。
[0024]作為優(yōu)選，所述的手持式一體化探頭2由光纖頭21、全反射鏡22、擴(kuò)束鏡23、面陣探測(cè)器24、超聲耦合液25、透明彈性薄膜26、金屬外殼27和導(dǎo)線28構(gòu)成;金屬外殼27的底部密封設(shè)置有透明彈性薄膜26，且金屬外殼27