[发明专利]一种结合滑环的光声计算层析成像系统及其成像方法

权利要求书

1.一种光声计算层析成像系统，其特征在于，所述成像系统包括：多个超声换能器、圆环、滑环、电动旋转台、机架、激光器、扩束器、圆锥镜体、检查台、透声反光镜、水槽和计算机；其中，所述滑环包括外侧的动子和内部的定子，二者同轴；定子固定在机架上，并且在定子的中心具有通孔；动子的一底面固定于电动旋转台，另一底面固定圆环，圆环与滑环同轴；所述多个超声换能器均匀地安装在圆环上；所述检查台放置在透声反光镜的中央，与超声换能器一起放置在水槽内；所述激光器发出脉冲激光，经扩束器扩束后竖直入射到圆锥镜体，经反射形成半径沿传播方向随传播距离不断增大的圆环状光束，经透声反光镜反射，在水平面内聚光照射至放置在检查台上的待测体上，产生超声波，经透声反光镜透射，超声换能器接收超声波，将声信号转换为电信号，电信号经前置放大器放大后通过滑环，随后经次级放大器放大、数据采集卡信号数字化后传输至计算机，电动旋转台带动滑环的动子旋转，从而实现超声换能器围绕系统的中心轴旋转扫描。

2.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，进一步包括电动平移台，所述检查台安装在沿轴向平移的电动平移台上。

3.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述成像系统采用倒置的形式，激光器在下发出脉冲激光，光路从下至上经过待测体，超声换能器在上接收超声波。

4.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述圆环上装配多个不同频率的超声换能器。

5.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述动子的底面半径是定子半径的2～4倍；动子的两个底面半径相等。

6.一种如权利要求1所述的光声计算层析成像系统的成像方法，其特征在于，所述成像方法包括以下步骤：

1)激光器发出脉冲激光，经扩束器扩束后竖直入射到圆锥镜体，经反射形成半径沿传播方向随传播距离不断增大的圆环状光束，圆环状光束经透声反光镜反射，在水平面内聚光照射至放置在检查台上的待测体上，待测体接受水平面内聚光照射后产生超声波，经透声反光镜透射，超声波被超声换能器接收后转换为电信号，电信号经过前置放大器放大后通过滑环，再经次级放大器放大后传输至采集卡，转换成数字信息后存储至计算机；

2)电动旋转台匀速率连续旋转，带动多个超声换能器旋转，重复步骤1)，直至旋转台旋转360°/N完成对待测体的一次360°完整扫描，其中，超声换能器的个数为N，N为大于2的自然数；

3)完成对待测体的一次360°扫描后，z轴方向的电动平移台带动装有待测体的检查台进行z轴方向移动，从而完成三维成像；

4)采样结束后，利用计算机把所有换能器采集的同一断层的数据按照滑环旋转的方向依次拼接，并逐一断层使用延迟-叠加重建算法重建出断层图像，最后把各断层图像堆叠成三维图像。

7.如权利要求6所述的成像方法，其特征在于，更换不同频率的超声换能器安装在圆环上，低频超声换能器探测生物内部器官的宏观形态，高频超声换能器得到内部脏器的精细结构，从而进行多尺度的成像。