[发明专利]一种基于1024线阵探测的宽场光声超声乳腺冠状面扫描成像装置及其方法

权利要求书

1.一种基于1024线阵探测的宽场光声超声乳腺冠状面扫描成像装置，其特征在于,包括光源激发系统、1024线阵探测系统、超声与回波接收系统、处理系统、控制系统、图像重建显示系统和冠状面扫描系统，所述光源激发系统与超声与回波接收系统和1024线阵探测系统连接，所述超声与回波接收系统与1024线阵探测系统、控制系统和处理系统连接，所述图像重新显示系统与处理系统和控制系统连接，所述冠状面扫描系统与1024线阵探测系统连接；所述的1024线阵探测系统和光源激发系统通过多模光纤、准直器和匀化器进行耦合；

所述的光源激发系统，用于脉冲激光器输出光的耦合；包括脉冲激光器、能量光纤、光纤耦合器和光纤束，所述脉冲激光器、能量光纤、光纤耦合器和光纤束依次同轴连接；

所述的1024线阵探测系统，用于输出能量均匀的线形光斑，包括1024阵元线阵探头、夹具和柱面透镜，夹具固定在1024阵元线阵探头两侧，同时和柱面透镜同轴连接；

所述的1024阵元线阵探头是1024阵元的超大线阵探头，阵元间距为0.2毫米，探头长度为20.48厘米；通过步进电机进行一维扫描，实现对整个乳腺冠状面的实时三维成像，扫描范围和成像宽度覆盖整个乳房；

所述的1024线阵探测系统调整光的入射角度和柱面透镜焦距，改变1024阵元线阵探头内声透镜的焦距，由此实现不同深度的光声共焦扫描；

所述的柱面透镜长度与光纤束分束端排列长度和1024阵元线阵探头长度相同，焦距为12毫米，对入射光斑在柱面透镜宽度上聚焦，长度上不聚焦；

所述的超声与回波接收系统，用于采集回波信号及处理，包括超声波发射与接收、回波信号的隔离放大、采样存储和波束合成，依次与计算机连接；

所述的处理系统用于对回波信号动态滤波与包络检波、对数压缩和动态范围变换、以及数字图像处理；

所述的控制系统包括产生超声扫查的基本时序、控制前端超声模式、通道增益和计算机的通信；

所述的图像重建显示系统，用于利用有限角度的滤波反投影算法重建乳腺图像并以图形界面显示和查看，通过三维显示软件、光声成像反投影算法和图像调整软件对图像进行重建；

所述的冠状面扫描系统，用于对乳房进行自动一维扫描，包括一维步进电机、机械臂和水槽,机械臂连接一维电机和水槽。

2.根据权利要求1所述的基于1024线阵探测的宽场光声超声乳腺冠状面扫描成像装置，其特征在于，所述的光源激发系统通过多模光纤传输，经准直器准直再到匀化器进行匀化；所述匀化器由多个不同的、单独可控微透镜单元组成，将高斯光转换为能量均匀的平顶光，输出矩形光斑能量均匀度达90％。

3.根据权利要求1所述的基于1024线阵探测的宽场光声超声乳腺冠状面扫描成像装置，其特征在于，超声和光声成像的数据采集的切换由冠状面扫描系统切换，同时对已扫描的位置重建出三维图像。

4.根据权利要求1所述的基于1024线阵探测的宽场光声超声乳腺冠状面扫描成像装置，其特征在于，所述处理系统采用FIR滤波器设计的带通滤波器进行动态滤波，之后的包络检波利用模拟正交解调方法得到同相分量和正交分量，经低通滤波后再AD转换，对AD转换后的数据进行对数压缩和动态范围变换，图像的处理包含图像插值、亮度变换和图像复原。

5.根据权利要求1所述的基于1024线阵探测的宽场光声超声乳腺冠状面扫描成像装置，其特征在于，所述控制系统控制1024阵元线阵探头的扫描模式、通道的时间增益和计算机通信，控制系统给探头的所有阵元不同的延时，控制发射超声的波束，改变数据不同深度的增益，协调各个系统与计算机的数据交换。