[实用新型]一种基于面阵探测器的手持式一体化光声成像检测装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种基于面阵探测器的手持式一体化光声成像检测装置，属于生物医学成像和医疗器械技术领域。

背景技术：

光声成像是近年来发展的一种新的无损医学成像方法，它结合了纯光学成像的高对比度特性和纯超声成像的高穿透深度特性的优点，可以提供高分辨率和高对比度的组织成像。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。这些困难主要包括一下几个方面：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。

实用新型内容：

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于面阵探测器的手持式一体化光声成像检测装置。

本实用新型基于面阵探测器的手持式一体化光声成像检测装置,它包含光声激励组件1、手持式一体化探头2、信号处理组件3、信号采集组件4和计算机5,光声激励组件1、手持式一体化探头2、信号处理组件3、信号采集组件4和计算机5依次循环连接,且光声激励组件1与信号采集组件4连接，所述的光声激励组件1为脉冲激光二极管或半导体激光器。

作为优选，所述的半导体激光器发出的脉冲激光由一体化探头照射到成像区域，且该光束在成像区域激发光束信号。

作为优选,所述的手持式一体化探头2由光纤头21、全反射镜22、扩束镜23、面阵探测器24、超声耦合液25、透明弹性薄膜26、金属外壳27和导线28构成,金属外壳27的底部密封设置有透明弹性薄膜26，且金属外壳27的底部设置有面阵探测器24和扩束镜23，面阵探测器24和扩束镜23之间装有超声耦合液25，超声耦合液25由透明弹性薄膜26密封，面阵探测器24的上方连接有导线28,且光纤头21的一端插入金属外壳27的内部上方,两个全反射镜22分别安装在金属外壳27的上部内壁上和侧部内壁上。

所述的面阵探测器24由透光窗30和阵元探测器31构成，且所述的阵元探测器31中部设置有透光窗30，所述的阵元探测器31由复合材料制作而成，阵元数为208，中心频率为10MHz,带宽超过80%。

作为优选，所述的全反射镜22的角度和相对位置按照使反射激光束正好照在探头透光窗的原则来设计。

作为优选，所述的透明弹性薄膜26可以根据被检对象而改变其形状，突破以往光声成像系统对检测的部位的限制；

作为优选，所述的手持式一体化探头2探测到的光声信号经过信号处理组件3对信号进行滤波和前置放大后，传输到信号采集组件4；信号采集组件4主要由多通道并行采集系统构成，通道数为256；信号经过A/D后，通过USB接口传输到计算机6进行储存，利用MATLAB（Version8.0,Mathwork,USA)软件进行处理，然后采用空间延时求和算法进行图像重建。

本实用新型的有益效果：它能克服现有技术的弊端，将光声激发与传感集于一体，并由金属外壳进行封装，形成手持式的一体化光声成像检测系统，有效的实现了小型化和实用化的系统结构，系统操作简便，能很好地满足临床检测的要求，它的一体化探头的底部为柔性，可以根据被检测的对象而改变形状，可以方便灵活地检测身体的各个部位。将面阵阵列传感器与多通道并行采集系统结合，并利用Labview虚拟控制软件进行编程，利用直线投影算法或振幅最大值投影算法进行图像重建，在显示器上实时显示。它采用便宜的半导体激光管或半导体光纤激光器代替大功率固体激光器，辐射频率提高，采集时间缩短，而且造价较低，集成化程度高，易于应用推广。

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。