[发明专利]一种光声成像系统及其成像方法

说明书

本发明提供了一种光声成像系统及其成像方法，所述光声成像系统包括脉冲激光器、合束器和触发及同步信号发生装置，所述脉冲激光器为n个，其中n≥2；所述脉冲激光器的信号控制端分别与触发及同步信号发生装置连接，n个脉冲激光器发出的激光束通过合束器合成一束后输出，所述合束器与激光耦合模块连接，所述激光耦合模块与激光聚焦部件连接，所述超声接收转换部件与超声电信号接收处理模块连接，所述超声电信号接收处理模块与数据采集和图像重建显示模块连接，所述数据采集和图像重建显示模块与触发及同步信号发生装置连接。采用本发明的技术方案，使整个光声成像系统能够满足获得很高的成像帧率和对生物组织足够的成像深度的双重要求。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种光声成像系统及其成像方法。

背景技术

光声成像是近年来发展起来的一种无损医学成像方法，其可以提供高分辨率和高对比度的组织成像。光声成像是一种基于生物组织内部光学吸收差异、以超声作媒介的无损生物光子成像方法，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，以超声探测器探测光声波代替光学成像中的光子检测，从原理上避开了光学散射的影响，可以提供高对比度和高分辨率的组织影像，为研究生物组织的结构形态、生理特征、代谢功能、病理特征等提供了重要手段，在生物医学临床诊断以及在体组织结构和功能成像领域具有广泛的应用前景。

但是在目前技术条件下，用于光声成像的脉冲激光器无法同时满足高重复频率和高脉冲能量输出的要求。市面上现有脉冲激光器只有重复频率高但脉冲能量低和重复频率低但脉冲能量高这两种，这将导致一般情况下，光声技术无法进行高帧率成像；若选用重复频率高但脉冲能量低的激光器，则将会导致整个成像系统成像深度过小以及灵敏度过低。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种光声成像系统及其成像方法，通过对用于光声成像的脉冲激光器进行改进，从而使得整个光声成像系统能够满足获得很高的成像帧率和对生物组织足够的成像深度的双重要求。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种光声成像系统，其包括脉冲激光器、合束器、触发及同步信号发生装置、激光耦合模块、成像探头、超声电信号接收处理模块、数据采集和图像重建显示模块，所述成像探头包含激光聚焦部件和超声接收转换部件；所述脉冲激光器为n个，其中n≥2；所述脉冲激光器的信号控制端分别与触发及同步信号发生装置连接，n个脉冲激光器发出的激光束通过合束器合成一束后输出，所述合束器与激光耦合模块连接，所述激光耦合模块与激光聚焦部件连接，所述超声接收转换部件与超声电信号接收处理模块连接，所述超声电信号接收处理模块与数据采集和图像重建显示模块连接，所述数据采集和图像重建显示模块与触发及同步信号发生装置连接。

采用此技术方案，通过对脉冲激光器进行改进，利用多个脉冲激光器，通过触发及同步信号发生装置对其进行触发，从而使得整个光声成像系统能够同时获得很高的成像帧率和对生物组织足够的成像深度。

作为本发明的进一步改进，所述脉冲激光器为高重复频率低脉冲能量的脉冲激光器。

作为本发明的进一步改进，所述触发及同步信号发生装置发出统一触发信号控制n个脉冲激光器按相同的时序发射脉冲激光。

作为本发明的进一步改进，所述脉冲激光器为低重复频率高脉冲能量的脉冲激光器。

作为本发明的进一步改进，所述触发及同步信号发生装置发出触发信号控制n个脉冲激光器在单个脉冲激光器的发射周期内依次发射激光脉冲。

作为本发明的进一步改进，所述脉冲激光器可以依次输出相同或不同波长的脉冲激光。

作为本发明的进一步改进，所述合束器为熔融拉锥合束器或平面波导结构合束器。

本发明公开了一种如上所述的光声成像系统的成像方法，其包括以下步骤：