[发明专利]一种基于多模成像的血管内热层析成像探针

权利要求书

1.一种基于多模成像的血管内热层析成像探针，其特征在于：既能实现血管内OCT成像、IVUS成像和PA成像中的一种或多种成像功能，还能将成像的血管内形态学数据服务于血管内的三维温度场反演，进而达到血管内热层析成像目的；包括：超声换能器引线、固定柱、GRIN聚焦透镜、反射棱镜、超声换能器、甘油、支撑底座、远红外光纤、可见-近红外光纤、封装壳、金属导丝和柔性导管；

固定柱被固定于封装壳中，固定柱外径应与封装壳内径相吻合，用于固定远红外光纤和可见-近红外光纤；GRIN聚焦透镜、反射棱镜和超声换能器被固定于支撑底座上；GRIN聚焦透镜输入端与远红外光纤和可见-近红外光纤接触连接，起到对光信号定向和聚焦作用；反射棱镜位于GRIN透镜前端用于将OCT成像、光声成像以及激光消融的光信号反射至血管组织；超声换能器固定于反射棱镜后面，用于发射和接收声学信号；金属导丝穿过固定柱与支撑底座固定连接，用于控制探针的轴向转动；可见-近红外光纤、远红外光纤、金属导丝和换能器引线被柔性导管包裹；封装壳内部充满甘油用于探针内部绝缘和声学匹配性的提升。

2.如权利要求1所述一种基于多模成像的血管内热层析成像探针，其特征在于：支撑底座内部为镂空结构，封装壳为透明密封结构。

3.采用如权利要求1所述一种基于多模成像的血管内热层析成像探针与体外控制系统组成检测系统，其特征在于：包括血管内热层析成像探针、同步控制模块、多模成像模块、数据处理与图像重建模块、位移控制模块和显示模块；

控制模块，输出端分别连接所述多模成像模块、所述数据处理与图像重建模块和所述位移控制模块；控制信号源同步产生用于成像的光信号和声信号；控制所述数据处理与图像重建模块感知到成像模块的输出电信号后，将对信号读取、存储和计算；控制所述位移控制模块，调节所述探针在血管内的空间位置和轴向转速；

多模成像模块，实现OCT成像、PA成像和IVUS成像；包括：可调节激光光源、可见-近红外光纤、远红外光纤、90:10耦合器、环形器、参考臂、50:50耦合器、光电探测器、远红外探测器和脉冲发射/接收器；所述参考臂由准直镜、透镜和反射镜组成；具体的连接关系为：可调节激光光源的输入端连接所述控制模块，用于接收并读取控制模块的同步信号，其输出端连接一90:10耦合器，用于将光信号分束形成参考臂信号和样品臂信号；90:10耦合器有参考臂和样品臂两个输出端口，且分别连接一环形器用于定位OCT的光信号；所述参考臂由准直镜、透镜和反光镜组成，连接于环形器的输出端，用于调节参考臂信号；位于样品臂的环形器含一个输入端和两个输出端，其输入端连接所述90:10耦合器的输出端口，用于接收所述激光光源发出的OCT的样品臂信号和PA信号；位于样品臂的环形器一个输出端口与所述探针连接，可用于OCT、PA信号的发射和接收；50:50耦合器的输入端分别连接所述位于参考臂和样品臂的两个环形器的输出端，用于将样品臂和参考臂信号相干叠加；所述50:50耦合器的输出端连接一光电探测器用于接收并读取OCT信号；信号处理与图像重建模块的输入端连接所述光电探测器，输出端连接所述显示模块，分别实现检测系统的光电信号转换和图像显示功能；脉冲发射接收器用于为探针内的超声换能器提供电脉冲信号，其输入端连接所述控制模块，输出端与超声换能器引线相连；远红外探测器用于接收并读取血管内的热辐射信息，然后将该信息传递至数据处理与图像重建模块进行三维温度场反演，其输入端与所述探针内的远红外光纤相连，输出端连接数据处理与图像重建模块；

数据处理与图像重建模块，实现多模成像模块各路信号的降噪、模数转化、信号反演计算和存储功能；具体连接方式：其输入端分别连接所述光电探测器、所述脉冲发射/接收器和所述远红外探测器；

位移控制模块，实现探针在血管内的推进、回撤和轴向转动，为多模成像模块提供清晰成像视区；具体连接方式：其输入端连接所述控制模块，输出端分别连接所述探针的柔性导管和金属导丝；

显示模块，实现血管内OCT、PA、IVUS和热层析成像；具体连接方式：其输入端与所述信号处理与图像重建模块输出端相连；

系统实现检测功能，多模成像模块在血管内获得的三维形貌学信息以及远红外探测器获得的热辐射信息可实现血管内热层析成像，不仅能为血管内斑块等病灶提供诊断依据，还能为血管内精准消融提供实时温度场三维分布信息和反馈控制手段，具有集成度高和实用性强的应用特点。