[发明专利]一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案

说明书

本发明涉及对光声转换与量子关联成像技术的有机结合，公开了一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像技术。纳秒脉冲激光器输出的光束通过分束器被分成两束光，即参考光和信号光。参考光经过一定距离的传输后被有空间分辨能力的探测器(CCD相机)接收；信号光则照射在生物组织上，生物组织吸收光的能量后会产生微弱的光声信号，超声波换能器收集光声信号，再由信号放大器、滤波器进行信号处理，最后通过数据采集卡将光声信号记录在计算机中，计算机将处理后的光声信号与参考光路中CCD相机记录的光场信息进行量子关联计算，最后重建出生物组织的图像。本发明可以作为一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案，其具有安全、无创性、抗干扰能力强与经济成本低的优点。

技术领域

本发明涉及对生物组织的光声转换与量子关联成像结合的技术，具体涉及一种将激光均分为两束光，并将一束光照射生物组织所激发出的光声信号与另一束光信号进行关联计算的成像方案，可应用于生物组织、物质识别成像领域。

背景技术

量子关联成像，又称鬼成像，是一种新型的非局域成像技术，最早源于量子的纠缠特性。鬼成像一般的实现方案是：从激光器发出的光束经准直后通过缓慢旋转的毛玻璃，从而将相干光束调制为赝热光束，然后通过分束器将赝热光束均分为两束光，即通过物体的信号光和仅有光源信息的参考光，并均用探测器收集两路光的光场信息。通过对收集到的参考光信息和信号光信息进行量子关联计算，从而重建出物体的图像。

光声转换，其基于光声效应，即：短脉冲激光经准值后照射到生物组织上，生物组织中吸收光能量的发色团会受热膨胀，这会使得其体积发生变化进而产生光声信号，即微弱的超声波信号。光声信号可以被超声波换能器收集，通过一系列的信号处理后，通过相应算法可以实现对吸收光源的生物组织的图像重构。

量子关联成像因为其非局域特性和统计光学特性而具有较强的抗干扰性，光声转换因其同时结合光分辨率较高和声较深的穿透度，在生物组织中具有安全、无创的优点，在这里我们提出一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案，为生物组织成像提供新的思路。

发明内容

本发明的目的在于结合量子关联成像的非局域成像、强抗干扰能力与光声转换在生物组织中具有安全、无创性的特点，从而实现一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案，原理简单，容易实现，具有实际应用价值。能够提升对生物组织成像的抗干扰能力，其实现结构简单，制造成本低。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案，包括如下步骤：

(1)由信号源输出纳秒脉冲光源，经准直后由分束器将光路均分为两束光：信号光和参考光；

(2)信号光照射生物组织后会产生微弱的光声信号并被超声波换能器收集，再经由信号放大器、滤波器，最后由数据采集卡将数据录入电脑中；

(3)参考光不经任何物体直接被有空间分辨能力的探测器(CCD)接收。

上述技术方案中，所述信号源是用来发射空间纳秒脉冲光束。

上述技术方案中，所述分束器是用来将光束分为两束光路，即参考光路与信号光路。

上述技术方案中，所述超声波换能器是用来接收生物组织吸收信号光能量后产生的光声信号。

上述技术方案中，所述信号放大器是将mV量级的电信号放大至V量级。

上述技术方案中，所述滤波器是对放大的光声信号进行带通滤波，以得到更好的成像效果。

上述技术方案中，所述数据采集卡是用来将通过滤波器的信号采集后录入电脑进行数据运算。

上述技术方案中，所述具有空间分辨能力的探测器(CCD)用于接收参考光，并直接记录其光场信息。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有以下优点：