[发明专利]用于浅表部位成像的光声与超声同步成像系统和方法

说明书

本发明公开了用于浅表部位成像的光声与超声同步成像系统和方法，涉及医学检验成像设备的技术领域，包括激光器与光声‑超声双模态成像系统，该光声‑超声双模态成像系统包括信号控制和处理模块、光声‑超声双模态成像模块、图像显示器和手持式光声探头，手持式光声探头内还设置有超声换能器，激光器用于输出激光信号，信号控制和处理模块用于输出超声信号；该手持式光声探头用于将激光信号与超声信号传导至待检测的浅表部位；光声‑超声双模态成像模块用于重建超声图像和光声图像，并传送至图像显示器进行显示。本发明灵敏度高、成像深度大，可灵活应用于乳腺、前哨淋巴结、甲状腺、前列腺等人体浅表部位成像。

技术领域

本发明涉及医学检验成像设备的技术领域，具体涉及一种用于浅表部位成像的光声与超声同步成像系统和方法。

背景技术

经过多年的医学工程技术的不断革新，基于影像手段的肿瘤成像检测仪器获得了广泛的应用，为医学检测、诊断与治疗提供了重要的依据。乳腺癌症是危害程度较高的肿瘤病症，现有技术中应用于乳腺肿瘤检测的主要成像设备分别具有不同的技术特点，但也仍然存在着一定的问题：

1)X光乳腺CT/模拟或数字乳腺机，成像采用具有放射性的X光，对健康具有潜在的危害性，并且不适合在短期内进行多次重复的检测；对成像过程中的乳房位置和技师操作水平要求较高，容易形成成像的盲区；其中模拟或数字乳腺机还需要对乳房进行压迫,压迫力通常在50N以上,患者体验较为痛苦；对软组织结构较为丰富的东亚女性人群而言成像对比度不高，特异性不强；

2)乳腺红外光检查治疗仪，分辨率和特异性很差，不利于病灶的辨识；只具备二维的成像能力，无法提供准确的三维位置信息；

3)乳腺核磁MRI，同乳腺CT，对固定位置与操作技能要求较高；患者的检查成本较高；妊娠期妇女禁忌使用；

4)乳腺超声检测仪，成像的分辨率和特异性都较差；难以识别微小的钙化点等早期病理特征。

光声成像是近年来迅速发展起来的一类医学影像前沿技术，已有光声技术应用于乳腺检测的方案，如利用特殊定制的环形或者碗状结构的超声换能器阵列，在检测时让病人采用直立或者卧趴的姿势将乳房置于其中，在其周围进行光照射激发，并接收产生的光声信号。非手持式碗式光声乳腺装置存在使用不便等问题，医师操作和患者使用的体验不佳，碗式装置通常也不是同乳房紧密贴合，会牺牲掉一些成像深度，影响检测质量。

中国专利申请CN102512207A公开了一种B超探头式光声成像乳腺扫描仪及其扫描方法：在B超超声成像仪的B超探头两侧捆缚上两光纤束。扫描时，先在B超探头及被测乳腺上涂抹超声耦合剂，然后打开激光光源，由B超探头两侧的光纤束，将光束引导到B超探头前端的乳腺上；超声探头采集乳房由光声作用产生的光声信号，并传输至计算机中经相关信号、图像处理后实时二维成像。该专利申请公开了B超探头式光声成像乳腺扫描仪及其扫描方法，将光声成像应用到乳腺成像中，但光声技术结合成熟的超声系统来应用，需要克服一些关键技术问题，如光声信号的控制和采集，信号的处理，以及与超声信号的耦合等，实际操作中存在较大的技术难度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供用于浅表部位成像的光声与超声同步成像系统和方法，将光声成像技术与光声-超声双模态成像系统结合成一种灵敏度高、成像深度大以及扫描速度快的成像系统，使之能够灵活应用于乳腺、前哨淋巴结、甲状腺、前列腺等人体浅表部位成像上。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

用于浅表部位成像的光声与超声同步成像系统，包括相连接的激光器与光声-超声双模态成像系统，该光声-超声双模态成像系统包括信号控制和处理模块、光声-超声双模态成像模块、图像显示器和手持式光声探头，手持式光声探头内设置有超声换能器，超声换能器包括多个压电晶片阵元：