[发明专利]一种基于柔性基底的微腔光声成像系统

说明书

本发明提出一种基于柔性基底的微腔光声成像系统，解决了现有光声成像系统的实现所基于的超声传感器体积大，灵活度差且探测灵敏度差的问题，光源发生装置输出光源，通过反射镜反射并由扩束镜扩束后，入射到置于箱体中的待测目标上，待测目标产生超声脉冲；超声脉冲被柔性微腔传感部件接收，其转化为光信号，并通过信号采集解调系统将光信号转化为电信号，并将电信号数据传输到控制成像处理设备完成信号的采集，控制成像处理设备根据图像重建算法，完成二维层析图像的重建，再配合可调升降器使待测目标升降移动，得到三维层析图像，在本发明中，柔性微腔传感部件作为传感探测单元，不需要借助外部机械设备，灵活性高，曲率可调，探测灵敏度强。

技术领域

本发明涉及光声成像的技术领域，更具体地，涉及一种基于柔性基底的微腔光声成像系统。

背景技术

光声成像是一种基于“光学激发，声学检测”的无损无标记式的新型医学成像方法，融合了光学成像的高分辨率以及声学成像的高穿透深度的特点，为组织内部的生理、病理过程的监测，相关疾病诊断提供了强力有效的技术手段。

现阶段常见的超声传感器是基于压电式的传感器，传感器类似于蜂窝状排布，的体积较大，直径一般为数毫米，导致探测阵列的传感单元数量受限，且探测方向角较小，灵敏度和带宽也都会受体积的限制。

2018年10月2日，中国发明专利(公布号：CN108606777A)中公开了一种基于可调聚焦型光纤传感器的光声计算层析成像系统，系统包括短脉冲激光器、反射镜、扩束器、水箱、被测物体、光纤夹持器、可调聚焦型光纤传感器、旋转步进电机、光电探测器、数据采集卡以及计算机，短脉冲激光器发射出短脉冲激光，照射到被测物体，被测物体由于光声效应产生超声波，光纤传感器接收超声波并将其转换为光信号，经光电探测器和数据采集卡处理后传输到计算机并重建得到二维层析图像，再配合线性平移台控制被测物体轴向移动，得到三维层析图像，该专利中提到的系统结构简单紧凑，易于调节且曲率可变，提高了探测灵敏度，但该专利所提的方案需要驻点扫描，接收速度较慢，虽易于调节且曲率可变，但从光纤传感器本身而言，光纤传感器是固定在光纤夹持器上的，受机械性限制较大，灵活度稍差。

发明内容

为解决现有光声成像系统所基于的超声传感器体积大，灵活度差且探测灵敏度差的问题，本发明提出了一种基于柔性基底的微腔光声成像系统，基于柔性基底制作的微腔，灵活性高，曲率可调且带宽较大，探测灵敏度强。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于柔性基底的微腔光声成像系统，包括：光源发生装置、反射镜、扩束镜、箱体、待测目标、柔性微腔传感部件、可调升降器、信号采集解调系统、控制成像处理设备；所述控制成像处理设备分别连接光源发生装置、可调升降器及信号采集解调系统，所述待测目标、柔性微腔传感部件及可调升降器均设置于箱体内，待测目标设置于可调升降器上；所述控制成像处理设备控制光源发生装置输出光源，光源通过反射镜反射至扩束镜，然后经扩束镜扩束，入射至待测目标上，待测目标吸收光能热膨胀产生瞬时的超声脉冲信号，超声脉冲信号被柔性微腔传感部件探测接收，转换为光信号，光信号通过信号采集解调系统转换为电信号，信号采集解调系统将电信号传输至控制成像处理设备完成信号的采集与二维层析图像重建，控制成像处理设备控制可调升降器升降移动，调节成像层析位置，将不同升降位置下的二维层析图像叠加，实现三维成像。