[实用新型]一种用于乳腺癌检测的光声一体化探头

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种用于乳腺癌检测的光声一体化探头，属于光声层析成像技术领域。

背景技术：

当用光辐照某种吸收体时，吸收体吸收光能量而产生温升，温度升降引起吸收体的体积胀缩，产生超声波，这种现象称为光声效应。在七十年代，光声效应被用于光谱研究，形成了光声光谱技术。在八十年代光声效应被引入生物组织成像领域，形成了生物组织的光声层析成像技术。光声成像技术结合了组织纯光学成像和组织纯超声成像的优点，由于组织对超声的衰减和散射远小于组织对光的衰减和散射，用宽带超声探头检测超声波代替光学成像中检测散射光子，再结合肿瘤组织和正常组织的高对比度，因此光声成像可以产生高对比高分辨率的组织影像。该方法相对于其它成像方法有很多的优点：与核磁共振成像相比，它成像成本低很多；与X射线方法相比它没有辐射；与OCT相比它的成像深度要深得多，达到10mm到20mm左右；通过特定波长的激光辐照生物组织，光声方法还能实现对组织功能成像。

光声成像技术虽然具有很多优点，但也存在一些技术困难阻碍了其在临床检测和诊断的应用，这些困难主要包括以下几个方面：一、数据采集时间的限制：目前国际上光声成像技术主要采用单个的超声换能器采用旋转扫描或逐点扫描的方式采集光声信号，其成像具有较高的图像对比度和分辨率，但这几种方式数据采集时间过长，一般需要几十分钟到几个小时不等；二、光声成像的探头的带宽、灵敏度、分辨率等参数的限制，由于目前没有专门为光声成像设计的多元阵列探头，现在使用的多元阵列探头也是直接购买的用于B超成像的多元线性阵列探头，在设计时顾及到超声发射的强度，所以现在的超声探头都采用压电陶瓷材料，而且声学设计上作为收发两用换能器来设计，导致探头的带宽较窄，故分辨率不高，而光声成像只接收超声而不需要发射超声，所以可以采用高带宽的PVDF材料或者复合材料压电陶瓷按照接收换能器的要求设计多元阵列探头；三、成像装置复杂，操作不便，目前的光声成像系统基本上把激光光源、探头和超声耦合剂分离，采用激光垂直辐射，探头在侧面接收光声信号，采用水作为超声耦合剂，这种分离的模式既不适合临床操作，也使检测的部位受到限制。

发明内容：

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于乳腺癌检测的光声一体化探头。

本实用新型的一种用于乳腺癌检测的光声一体化探头，它包含一分多束光纤、光学全反射镜、光声耦合材料层、多元阵列接收型超声换能器、超声换能器正负电极引线电缆、光纤电缆固定保护管、探头外壳、探头透光窗、吸光黑漆层，一分多束光纤间隔的固定在探头外壳内部的两侧固定槽上，一分多束光纤的光纤头垂直设置在光学全反射镜的镜面上，探头外壳的内部设有光声耦合材料层，多元阵列接收型超声换能器安装在探头外壳的内部轴线上，超声换能器正负电极引线电缆的一端与多元阵列接收型超声换能器连接，超声换能器正负电极引线电缆的另一端与一分多束光纤的一端于探头的中央处汇聚成一束，并设置在光纤电缆固定保护管内，光纤电缆固定保护管安装在探头外壳的尾部，探头外壳的前端设置有探头透光窗，探头透光窗的两侧除激光投射窗口外均喷涂有吸光黑漆层。

作为优选，所述的光声耦合材料层采用压克力固体材料或具有透光透声的其他材料制成，压克力固体材料的特征在于其声阻抗与人体的声阻抗接近，能够实现声阻抗匹配，并且该材料声衰减系数小，可以实现超声的低衰减输入。

作为优选，所述的多元阵列接收型超声换能器是由第一匹配层、第二匹配层、压电元件、多元阵列接收型超声换能器背衬材料层组成，其中压电元件为厚度振动模式下机电转换系数高的压电材料，多元阵列接收型超声换能器背衬材料层的声阻抗尽可能跟所用压电元件的声阻抗接近，声衰减系数大于等于80dB/cm，按照KLM模型设计匹配层，可以为多层结构，一般为两层，声阻抗介于压电元件和压克力材料之间，其他的加工工艺与一般的B超用阵列探头相同。

作为优选，所述的超声换能器正负电极引线电缆是由压电元件正极引线和压电元件负极引线组成。

本实用新型的有益效果：它通过将辐射光源、超声耦合和阵列超声接收换能器结合在一起，不仅能够实现对生物组织快速、方便的大面积的光声成像的多元光声，还可以同时满足透光和透声的宽频带多元阵列光声，解决了激光的低衰减输出与超声高灵敏和高带宽的输入。

附图说明：

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本实用新型的结构示意图；