[发明专利]一体化整合的便携式共焦光声显微成像方法及装置

权利要求书

1.一体化整合的便携式共焦光声显微成像装置，其特征在于：该成像装置包括扫描头组件、声光共焦组件、光能反馈组件、信号采集/传输/重建组件及仪器固定/支撑器械组件；

其中，所述扫描头组件包括光声激发源和微型X-Y二维振镜；

所述声光共焦组件，即为声光共焦光声探测器，包括胶合透镜与中空聚焦超声换能器，胶合透镜内嵌在中空聚焦超声换能器中，生产为一整体，两者严格共轴并共焦点，即胶合透镜的焦点与中空聚焦超声换能器的焦点重合；

所述光能反馈组件包括分光镜、透镜及光电二极管；

以上所述光声激发源、二维扫描振镜与分光镜、透镜以及光电二极管以严格共轴的结构固定在可移动的暗箱中，该暗箱与声光共焦光声探测器通过精密机械接口结合为一整体；

所述信号采集/传输/重建组件是由双通道并行采集卡、同轴电缆、安装有采集控制及信号处理系统的计算机依次相连组成；仪器固定/支撑器械组件支撑扫描头组件及光能反馈组件，并使其与声光共焦组件相连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述扫描头组件中的光声激发源包括透镜、针孔和微片激光器；所述微片激光器采用高重复频率短脉冲微片激光器，型号为HLX-I-F005，微片激光器大小为80×90×104mm³，重复频率为1Hz～5kHz。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述中空聚焦超声换能器主频为1～75MHz。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述精密机械接口为大小为M20×0.7的精密螺纹机械接口；所述双通道并行采集卡的型号为NI 5224；所述采集控制及信号处理系统是用Labview和Matlab自行编写的。

5.一种利用权利要求1所述的装置进行成像的方法，其特征在于包括以下操作步骤：

(1)将声光共焦光声探测器安装在光声激发源和微型X-Y二维振镜的扫描头组件上，使声光共焦光声探测器中的中空聚焦超声换能器下端进入耦合液的深度为5～10mm，盛放耦合液的耦合槽置于样品的正上方，并使声光共焦光声探测器的焦点不偏离样品表面；

(2)光声激发源发出脉冲激光，该脉冲激光通过透镜和针孔后到达光能反馈组件中的分光镜，脉冲激光经分光镜分束，一束通过微型X-Y二维振镜后经过声光共焦光声探测器中的胶合透镜组聚焦，照在样品上，激发出光声信号，光声信号经过耦合槽中的耦合液后被声光共焦光声探测器接收；另一束经过光能反馈组件中的透镜聚焦后的光能量信号用光电二极管接收，产生电信号；

(3)声光共焦光声探测器接收的光声信号和光电二极管产生的电信号被双通道并行采集卡同时采集并将数据输入计算机，进行光声信号的实时能量校正，对每个光声信号及电信号做归一化处理，并进行图像重建；改变微型X-Y二维振镜X、Y轴的各自偏角使脉冲激光束发生偏转，对应的在样品上形成扫描区域，振镜每偏转一次，双通道采集卡就进行一次数据采集；

(4)采集完全部信号后，通过最大值投影的方法重建出组织样品的光声显微二维图像及三维图像。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述三维图像的建立方法是对所有的光声信号取相同长度并作纵切面投影，再将投影后得到的光声图像在三维重建软件volview3.2上重建三维图像，在三维重建软件中旋转整个三维图像得到任意视角的三维图像。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述光声激发光源激发的脉冲激光波长为400～2500nm，脉宽为1～50ns，重复频率为1Hz～5kHz。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述耦合液为水，并监测水温，使水温与被测样品的温度保持一致。