[发明专利]一种光声显微成像自适应扫描系统及方法

权利要求书

1.一种光声显微成像自适应扫描系统，其特征在于，包括：

主控装置，与所述主控装置连接的激光器、超声探头、红外测距装置和驱动装置，所述激光器用于发射激光束，所述激光束依次通过光纤束和物镜聚焦在待测组织表面，产生光声信号；所述物镜、所述超声探头和所述红外测距装置的相对位置固定；

当所述红外测距装置位于待测组织的第一位置点上方时，所述红外测距装置用于检测所述超声探头与所述第一位置点之间的第一垂直距离并传输至所述主控装置；

所述主控装置用于控制所述驱动装置驱动所述超声探头和所述物镜移动到至所述第一位置点上方，同时所述红外测距装置移动至所述待测组织的第二位置点上方；当所述红外测距装置位于所述第二位置点上方时，所述红外测距装置还用于检测所述超声探头与第二位置点之间的第二垂直距离并传输至所述主控装置；

所述主控装置还用于根据所述第一垂直距离和第二垂直距离控制所述驱动装置驱动所述超声探头和所述物镜移动到至所述第二位置点上方，使所述超声探头与所述第二位置点之间的距离等于所述第一垂直距离；

所述超声探头用于采集所述第一位置点和第二位置点产生的光声信号并传输至所述主控装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控装置包括数据处理单元，所述数据处理单元用于根据所述超声探头采集的各个位置点产生的光声信号，并通过最大值投影法重建光声图像。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主控装置还包括：与所述数据处理单元连接的数据采集单元，所述数据采集单元包括：分别与所述超声探头、红外测距装置和激光器连接的主控电路，以及依次连接的时间增益补偿放大单元、预滤波单元、A/D转换单元；所述主控电路连接所述时间增益补偿放大单元；

所述主控电路用于向所述激光器发送脉冲激光发射控制信号，并接收所述超声探头返回的光声信号，还用于向所述红外测距装置发送距离检测控制信号。

所述时间增益补偿放大单元用于对所述光声信号进行时间增益补偿放大处理；

所述预滤波单元用于将放大处理后的光声信号进行预滤波处理；

所述A/D转换单元用于将经过预滤波的所述光声信号转换为数字光声信号。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数据采集单元还包括：与所述A/D转换单元连接的数据缓存单元、与所述数据缓存单元连接的数据传输单元；

所述数据缓存单元用于对所述数字光声信号进行存储；

所述数据传输单元用于将所述数据缓存单元存储的数字光声信号传输至所述数据处理单元。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物镜的焦点与所述超声探头的焦点一致且对准所述待测组织表面。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：三维扫描平台，所述物镜、超声探头、红外测距装置和光纤束均固定在所述三维扫描平台的支架上；

所述驱动装置为连接所述主控装置的步进电机，所述步进电机用于在所述主控装置的控制下，驱动所述三维扫描平台在竖直方向上移动，以调整所述超声探头与所述待测组织表面之间的距离。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述步进电机为3台，用于控制所述三维扫描平台分别在x轴、y轴、z轴三个方向上移动。

8.一种采用权利要求1-7任意一项所述的系统进行光声显微成像自适应扫描的方法，其特征在于，包括：

当所述红外测距装置位于待测组织的第一位置点上方时，控制所述红外测距装置检测所述超声探头与所述第一位置点之间的第一垂直距离；

控制所述驱动装置驱动所述超声探头和所述物镜移动到至所述第一位置点上方，同时控制所述红外测距装置移动至所述待测组织的第二位置点上方；

当所述红外测距装置位于所述第二位置点上方时，控制所述红外测距装置检测所述超声探头与第二位置点之间的第二垂直距离；

根据所述第一垂直距离和第二垂直距离控制所述驱动装置驱动所述超声探头和所述物镜移动到至所述第二位置点上方，使所述超声探头与所述第二位置点之间的距离等于所述第一垂直距离；

控制所述超声探头采集所述第一位置点和第二位置点产生的光声信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

通过数据处理单元根据各个位置点采集的所述光声信号，通过最大值投影法重建光声图像。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述根据各个位置点采集的所述光声信号，通过最大值投影法重建光声图像之前，还包括：

对所述光声信号进行时间增益补偿放大处理；

将放大处理后的光声信号进行预滤波处理；

将经过预滤波的所述光声信号转换为数字光声信号。