[发明专利]直肠内光学、光声、超声多模成像内窥镜及其成像方法

权利要求书

1.直肠内光学、光声、超声多模成像内窥镜，其特征在于：包括套管、光声信号激发组件、超声信号激发与采集组件、光学成像组件和图像重建及显示组件；

所述光声信号激发组件包括脉冲激光器、单模光纤、光纤耦合准直器和消色差聚焦透镜；

所述超声信号激发与采集组件包括超声脉冲发射接收器、光纤准直器、中空聚焦超声换能器、镀膜声/光高反射镜、微型步进电机以及成像窗口；

所述光学成像组件包括微型可调焦光学摄像头、LED冷光照明光源以及视频处理器；

所述图像重建及显示组件包括数据采集卡和计算机；

所述单模光纤、光纤耦合准直器、消色差聚焦透镜、中空聚焦超声换能器、镀膜声/光高反射镜、微型步进电机、微型可调焦光学摄像头依次同轴机械紧固，LED冷光照明光源安装于套管的前端，成像窗口为环形窗口，成像窗口安装在套管上并位于镀膜声/光高反射镜的位置；

脉冲激光器、超声脉冲发射接收器、微型可调焦光学摄像头、LED冷光照明光源、视频处理器依次电气连接，计算机分别连接视频处理器、脉冲激光器、数据采集卡、超声脉冲发射接收器和微型步进电机的驱动器，脉冲激光器连接光纤耦合准直器，数据采集卡连接超声脉冲发射接收器；

光纤耦合准直器通过单模光纤连接光纤FC/APC接头，光纤FC/APC接头连接光纤准直器，超声脉冲发射接收器通过包芯屏蔽超声信号线连接中空聚焦超声换能器，驱动器通过电机控制线连接微型步进电机，视频处理器通过视频信号线和导光束分别连接微型可调焦光学摄像头、LED冷光照明光源。

2.根据权利要求1所述的直肠内光学、光声、超声多模成像内窥镜，其特征在于：所述光纤耦合准直器、消色差聚焦透镜、中空聚焦超声换能器、镀膜声/光高反射镜、微型步进电机和微型可调焦光学摄像头全部装配在套管内，套管的直径为12mm，长度为6cm。

3.根据权利要求1所述的直肠内光学、光声、超声多模成像内窥镜，其特征在于：所述消色差聚焦透镜的焦距为25mm。

4.根据权利要求1所述的直肠内光学、光声、超声多模成像内窥镜，其特征在于：所述中空聚焦超声换能器接收超声信号的主频为15MHz，发射超声信号的频率范围10MHz～20MHz，焦长为15mm。

5.根据权利要求1所述的直肠内光学、光声、超声多模成像内窥镜，其特征在于：所述成像窗口为PVC材料，成像窗口沿轴向方向的长度为5mm。

6.根据权利要求1所述的直肠内光学、光声、超声多模成像内窥镜，其特征在于：所述镀膜声/光高反射镜的反射面尺寸为5mm×5mm，镀膜声/光高反射镜固定在微型步进电机的电机轴上，反射面与中空聚焦超声换能器的中心轴成45°，反射镜位于成像窗口处。

7.根据权利要求1所述的直肠内光学、光声、超声多模成像内窥镜，其特征在于：所述中空聚焦超声换能器的声场焦点位于声/光高反射镜的中心；单模光纤输出光经光纤准直器、消色差聚焦透镜后的激光焦点位于成像窗口外部。

8.根据权利要求1所述的直肠内光学、光声、超声多模成像内窥镜，其特征在于：所述微型可调焦光学摄像头的直径为5mm，固定在套管的最前端。