[发明专利]基于自适应波束形成的光声断层成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光声断层成像(Photoacoustic Tomography，简称PAT)技术，尤其涉及一种基于自适应波束形成的光声断层成像装置。

背景技术

光声成像技术是新发展起来的一种非入侵式和非电离式的医学成像技术，光声成像技术基于光声效应，它结合了纯光学成像具有的高对比度特性和纯超声成像具有的高分辨率、低衰减、高穿透特性，能够在一定的深度下获得高的图像分辨率和对比度，图像传递的信息量大，可以提供形态及功能信息。近年来，光声成像技术获得迅速发展，并成为当今国际研究的前沿热点课题，目前已在生物组织成像中得到广泛应用，如肿瘤检测、血管成像、脑功能成像等相关研究。

基于光声效应，短脉冲激光照射到待测样品，局部组织吸收光能产生热膨胀向四周辐射超声波，通过超声探测器在不同位置扫描并采集光声信号，不同位置的吸收体经过算法能被重建出来。在光声成像中，目前的大多数方法采用的是基于圆周扫描的滤波反投影算法，这种方法简单快速，但是会产生较大的伪影，造成成像精度较低。在实际应用中，高的成像精度和质量具有非常重要的意义，所以发展一种高分辨率和高精度的光声成像方法具有十分重要的实际意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于自适应波束形成的光声断层成像装置。

为达到上述目的，一种基于自适应波束形成的光声断层成像装置，包括：

脉冲激光器，用于通过光路处理装置向样品支架上的待测样品发射激光；

时序控制器，用于控制信号的触发和采集时间；

电机控制器，用于控制二维平移台的移动；

超声探测器(3)，将接收的光声信号转换为电信号，所述电信号经放大器放大后输入到A/D转换器进行量化，并将量化后的数据传输到图像重建模块；

图像重建模块对采集到的数据进行预处理，并运行波束形成算法重建出光声图像。

本发明采用单阵元探测器沿直线等距移动，对机械精度要求低。采用自使用波束形成技术，得到的图像信噪比高，具有很高的精度和图像质量。

附图说明

图1是依照本发明实施例的基于自适应波束形成的光声断层成像装置的结构示意图；

图2是依照本发明实施例的基于自适应波束形成的光声断层成像装置图像重建模块的构成图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，是依照本发明实施例的基于自适应波束形成的光声断层成像装置的结构示意图，该光声断层成像装置包括：脉冲激光器(1)；由全反射镜(2-1)、镜筒(2-2)、凹面镜(2-3)和毛玻璃(2-4)构成的光路处理装置(2)；超声探测器(3)，由放大器(4-1)和A/D转换器(4-2)构成的信号采集单元(4)；图像重建模块(5)；时序控制器(6)；由电机控制器(7-1)、二维平移台(7-2)构成的机电平移单元(7)；水箱(8)；样品支架(9)；以及待测样品(10)；

其中，时序控制器(6)与脉冲激光器(1)和A/D转换器(4-2)电气相连，用于精确控制信号的触发和采集时间；超声探测器(3)、信号采集单元(4)、图像重建模块(5)依次连接。超声探测器(3)将接收的光声信号转换为电信号，经过放大器(4-1)放大后输入到A/D转换器(4-2)进行量化，将量化的数据传输到图像重建模块(5)，对采集到的数据进行预处理，并运行波束形成算法程序重建出光声图像。超声探测器(3)采用单元水浸式类线聚焦探测器，中心频率5MHz，晶片长度为18mm，宽带小于1mm，曲率半径60mm，可产生类似线聚焦的效果。超声探测器(3)在一个位置采集信号结束后，时序控制器(6)触发电机控制器(7-1)间接控制二维平移台(7-2)的移动。