[发明专利]一种高效准直光激发的血管内光声/超声成像内窥探头

说明书

本发明公开了一种高效准直光激发的血管内光声/超声成像内窥探头，该内窥探头包括：C‑Lens、凹面反射镜、超声换能器、光纤、探头外壳、以及扭力线圈；所述C‑Lens用于准直所述光纤传递的脉冲激光，所述凹面反射镜用于优化准直后的脉冲激光并反射到样品上激发超声信号，超声信号经所述超声换能器转换成电信号并由同轴线传送到采集系统，所述超声换能器也可以通过发出或接受独立完成超声成像。本发明利用C‑Lens和凹面反射镜的配合使用，能够高效准直脉冲激光，从而解决了由于激光聚集在一点造成探头偏离血管中心进而造成图像失真的问题，提高了血管内窥成像质量。

技术领域

本发明涉及血管内窥的研究领域，特别涉及一种高效准直光激发的血管内光声/超声成像内窥探头。

背景技术

进入21世纪，心脑血管疾病成为影响人类健康的头号杀手，而动脉粥样硬化斑块的破裂是造成急性心脏病血管事件的主要原因，虽然现在有磁共振血管成像、血管造影成像、血管内超声成像，这几种成像方式能够较好的呈现出血管的外部形态或内部轮廓，但无法提供血管壁的局部细节信息。血管内光声成像是近几年发展起来的非侵入式和非电离式新型生物医学成像方式，兼具纯光声成像和纯超声成像的优势，既有纯光学成像的高对比性又有纯声学成像的高穿透性等优点。通过结合血管内光声成像和血管内超声成像可以克服单一成像模式的不足，能够提供多维度、多参量的信息，有利于诊断血管内斑块情况；

目前影响血管内光声超声成像发展的主要的器件是内窥探头，目前内窥探头方案主要分为以下两类：一、脉冲激光从光纤输出后，经过反射镜照到组织上，或者是脉冲激光由光纤测出光直接照射到组织上；二、脉冲激光从光纤输出后，经过自聚焦透镜/球透镜以及其他透镜等具有会聚功能的光学元件和反射镜后，照射到组织上；第一类内窥探头的缺点是脉冲激光没有汇聚，导致光声图像的分辨率不佳；而且激光没有汇聚导致照射到组织上的激光光率密度低，为了提高成像质量，增大了激光能量，导致组织累积接受的激光能量多，对组织有所损伤；第二类内窥探头的缺点是，脉冲激光经具有会聚功能的光学器件后，聚焦在某一点，在聚集点附近的光斑面积变化很大，聚集点处在组织上会有得到最佳成像图片，但在一般实验环境下，内窥探头与血管中心一般不重合，而且血管截面不是标准的圆形，脉冲激光聚焦点不位于组织上，导致照到组织上的激光光率密度发生了明显的变化，从而使得到的图像失真。目前国外的光声超声成像内窥探头方案以第一类探头为主，国内的光声超声成像内窥探头方案以第二类探头为主。申请号为201310309340.8，专利名称为:《一种血管内光声超声双模成像系统及其成像方法》和申请号为201410829245.5，专利名称为:《一种血管内成像系统及方法》、申请号为201210220399.5，专利名称为:《聚焦式旋转扫描光声超声血管内窥成像装置及其成像方法》等属于第二类内窥探头方案。

综合以上原因，目前影响血管内光声超声成像的主要因素是内窥探头对激光的利用率低、输出的光率密度低、激光聚集太过集中；内窥探头对激光的利用率低，加速器件的损坏；探头输出的光率密度低，导致信号信噪比低，影响成像质量；激光聚集太过集中，会导致一般实验环境中因为内窥探头偏离血管中心而导致照到血管壁上的光率密度发生明显变化，导致的成像图像失真。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高效准直光激发的血管内光声/超声成像内窥探头，该探头充分利用C-Lens和凹面反射镜的特点，高效准直脉冲激光，提高了激光的利用率和入射到组织表面的光通量密度，解决了由于激光聚集在一点造成探头偏离血管中心进而造成图像失真的问题,提高了血管内窥成像质量。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：