[发明专利]一种血管内光声超声双模成像内窥镜装置及其成像方法

权利要求书

1.一种血管内光声超声双模成像内窥镜装置，其特征在于：该装置包括光声激发光源发生器、微型光声超声双模成像内窥探头、超声信号激发与采集组件和计算机；所述光声激发光源发生器、微型光声超声双模成像内窥探头、超声信号激发与采集组件和计算机依次电气相连；所述微型光声超声双模成像内窥探头由入射光纤、中空圆环阵列超声探测器、镀膜锥面高反射镜、管壳和医用级聚氯乙烯管组成；所述入射光纤与光声激发光源发生器相连，并穿过中空圆环阵列超声探测器；所述中空圆环阵列超声探测器通过同轴数据传输线与超声信号激发与采集组件相连；所述医用级聚氯乙烯管套在入射光纤、中空圆环阵列超声探测器、镀膜锥面高反射镜和管壳的外面；所述管壳将镀膜锥面高反射镜和入射光纤相连接，镀膜锥面高反射镜位于管壳内，而管壳固定在入射光纤的末端，镀膜锥面高反射镜的锥面正对着入射光纤；所述光声超声双模成像内窥镜的直径为1.3mm～1.4mm。

2.根据权利要求1所述的一种血管内光声超声双模成像内窥镜装置，其特征在于：所述血管内光声超声双模成像内窥镜装置应用于光声和超声双模同时成像或单模切换成像。

3.根据权利要求1所述的一种血管内光声超声双模成像内窥镜装置，其特征在于：所述光声激发光源发生器为短脉冲激光器，光声激发光源发生器产生的激光由单模光纤接合输出，所述光纤数值孔径为0.22，所述激光的波长为400～2500nm，脉宽范围为5ns～50ns。

4.根据权利要求1所述的一种血管内光声超声双模成像内窥镜装置，其特征在于：所述光声激发光源发生器产生输出的激光通过入射光纤后，经镀膜锥面高反射镜向外反射成圆环形激发光，与中空圆环阵列超声探测器接收方向匹配，实现360度圆周的光声信号同轴激发和接收模式。

5.根据权利要求4所述的一种血管内光声超声双模成像内窥镜装置，其特征在于：所述激光被镀膜锥面高反射镜反射后在中空圆环阵列超声探测器的法线方向上形成圆环形状光斑。

6.根据权利要求1所述的一种血管内光声超声双模成像内窥镜装置，其特征在于：所述中空圆环超声探测器含有64阵元，内径为0.2～0.4mm，外径为1.0～1.2mm，主频为20MHz～40MHz。

7.根据权利要求1所述的一种血管内光声超声双模成像内窥镜装置，其特征在于：所述医用级聚氯乙烯管的末端为封闭的圆滑结构。

8.根据权利要求1所述的一种血管内光声超声双模成像内窥镜装置，其特征在于：所述计算机中带有采集控制软件和图像重建软件。

9.一种根据权利要求1所述的血管内光声超声双模成像内窥镜装置进行内窥成像的方法，其特征在于包括以下操作步骤：

(1)将微型光声超声双模成像内窥探头插入待测血管或腔体内；

(2)光声激发：将光声激发光源发生器产生的脉冲激光通过入射光纤耦合，经镀膜锥面高反射镜侧向入射到待测血管壁或腔体壁，激发产生光声信号；

(3)光声采集：中空圆环阵列超声探测器接收到光声信号后，经超声信号激发与采集组件通过同轴数据传输线进行数据采集，再将数据传输并储存到带有采集控制软件和图像重建软件的计算机中；

(4)超声激发和采集：光声信号采集完毕后，超声激发与采集组件先对中空圆环阵列超声探测器中的一个超声振元进行激发，中空圆环阵列超声探测器接收超声回波信号后，经超声激发与采集组件通过同轴数据传输线进行数据采集，然后超声激发与采集组件依次对中空圆环阵列超声探测器中的下一个超声振元进行激发和数据采集；最后将数据传输并储存到带有采集控制软件和图像重建软件的计算机中；

(5)数据处理：对采集的数据进行处理，通过MATLAB程序利用滤波反投影算法进行图像重建，得到待测血管或腔体内壁的光声和超声图像。

10.根据权利要求9所述的内窥成像的方法，其特征在于：所述方法还包括以下步骤：光声激发、光声采集与超声激发和采集同时进行，中空圆环阵列超声探测器同时接收超声回波信号和光声信号，根据两种信号的接收时间差异，实现光声超声的同时成像。