[发明专利]一种快速光声三维成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及三维成像技术领域，特别是涉及一种快速光声三维成像装置。

背景技术

光声成像技术是一种新型的无损医学成像技术，它以短脉冲激光作为激励源，以检测到待测生物组织的超声信号并将超声信号作为信息载体，通过相应的图像重建算法重建组织内部结构和功能信息。

目前的光声三维成像装置多为阵列探测器，采用机械扫描和电子扫描相结合的方式对待测生物组织进行扫描。具体的，目前的光声三维成像装置在二维XY平面内采用旋转扫描模式采集光声信号，根据滤波反投影等重建算法重建出二维光声图像，然后使用步进电机在XZ平面内移动，不同层的光声二维图像通过三维重建就可得到光声三维成像。

但由于这种光声三维成像装置需要使用步进电机驱动的方式进行扫描，因此成像速度慢。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种快速光声三维成像装置，以解决现有光声三维成像装置成像速度慢的缺点，技术方案如下：

一种快速光声三维成像装置，包括：激光生成装置、光学掩膜、可编程逻辑阵列模块、光声信号接收装置、光声信号处理装置和三维图像重建模块，

所述激光生成装置，用于生成激光束并通过所述光学掩膜照射在被测物体上；

所述可编程逻辑阵列模块，用于产生随机矩阵并使用所述随机矩阵控制所述光学掩膜中各微镜片的通断；

所述光声信号接收装置，用于接收激光束通过所述光学掩膜后照射在被测物体上生成的光声信号；

所述光声信号处理装置，用于对所述光声信号进行模数转换并采集所生成的数字信号；

所述三维图像重建模块，用于利用基于压缩感知的重建算法对所述数字信号进行计算处理，重建所述被测物体的三维图像。

优选的，所述光声信号处理装置包括：时间增益补偿放大电路、模数转换电路、滤波电路和采样电路，

所述时间增益补偿放大电路，用于对所述光声信号接收装置接收到的光声信号进行放大；

所述滤波电路，用于对放大后的光声信号进行滤波处理；

所述模数转换电路，用于对滤波后的光声信号进行模数转换，生成数字信号；

所述采样电路，用于采集所生成的数字信号。

优选的，本发明的一种快速光声三维成像装置，还包括：设置在所述激光生成装置的激光发射侧的扩束镜。

优选的，本发明的一种快速光声三维成像装置，还包括：依次设置在所述扩束镜和所述光学掩膜之间的凹透镜和凸透镜。

优选的，本发明的一种快速光声三维成像装置，还包括：设置在所述扩束镜和所述凹透镜之间的反射镜。

优选的，本发明的一种快速光声三维成像装置，还包括：设置在所述凸透镜和所述光学掩膜之间的毛玻璃。

优选的，本发明的一种快速光声三维成像装置，还包括：数据传输电路，用于传输所述三维图像。

优选的，所述光声信号接收装置包括：多元阵列超声探头。

优选的，所述激光生成装置为脉冲激光器。

优选的，所述光声信号接收装置还包括：探头定位装置，用于定位所述多元阵列超声探头。

优选的，所述多元阵列超声探头中阵元的扫描方向与所述激光束的入射方向垂直。

通过应用以上技术方案，本发明提供的一种快速光声三维成像装置能够通过可编程逻辑阵列模块，控制光学掩膜中各微镜片的通断，进而控制激光束通过光学掩膜照射在被测物体上的区域，以产生光声信号并重建为三维图像。由于光学掩膜中各微镜片的通断变化极为迅速，因此本发明可以快速改变激光束照射在被测物体上的区域，进而能够在极短的时间内接收到足够的光声信号并重建为三维图像，解决了现有光声三维成像装置成像速度慢的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种快速光声三维成像装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种光学掩膜的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的光声信号坐标转换的示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种快速光声三维成像装置中光声信号处理装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种快速光声三维成像装置的结构示意图。

具体实施方式