[发明专利]一种血管内荧光‑光声‑超声多模成像装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及血管内窥的研究领域，特别涉及一种血管内荧光-光声-超声多模成像装置及方法。

背景技术

心脑血管疾病是现在死亡率较高的疾病，血管检测诊断的的准确性也有了更高的要求。现代医学检测血管的手段有，包括磁共振(MRI)血管成像和血管造影成像(IVUS)及血管内荧光成像，上面几种检测手段能够较好地呈现出血管的外部形态或内部轮廓以及组分信息，但是无法提供血管壁和血管腔的局部细节信息。血管内荧光成像是利用先将荧光物质注入血管内再通过激光照射的方式使之产生荧光，通过接受到荧光信息来对血管进行成像从而得到更多的信息

近年来发展起来的一种非入侵式和非电离式的新型生物医学成像方法。当脉冲激光照射到生物组织中时，组织的光吸收域将产生超声信号，我们称这种由光激发产生的超声信号为光声信号。生物组织产生的光声信号携带了组织的光吸收特征信息，通过探测光声信号能重建出组织中的光吸收分布图像。光声成像结合了纯光学组织成像中高选择特性和纯超声组织成像中深穿透特性的优点，可得到高分辨率和高对比度的组织图像，从原理上避开了光散射的影响，突破了高分辨率光学成像深度“软极限”(～1mm)，可实现50mm的深层活体内组织成像。

血管内超声成像(IVUS)是基于检测超声信号在血管壁中的回波进行成像，反映血管组织声阻抗的差异性；血管内光声成像是基于检测血管壁吸收脉冲激光后产生的光声信号进行成像，反映血管组织的光学吸收差异。这两种技术分别从声阻抗和光吸收两个参数上提供血管的信息，两种成像方法的成像深度可以达到10cm以上，因此这两种技术非常适合对血管进行内窥成像。

血管内荧光-光声-超声多模成像技术将三种成像方法结合起来，有效的克服了单一模式成像的不足，能够提供血管内多参量，多维度的信息，有助于诊断血管内的斑块情况。

申请号为201210046300.4，专利名为《一种共焦的光声荧光同时成像方法与装置》，公开了一种光声荧光同时成像的方法与装置，但是该装置需要显微镜只能在体外实验，无法应用到血管内荧光成像。

申请号为201010187650.3，专利名称为《一种血管内光声超声双模成像内窥镜装置及其成像方法》的文献公开了一种技术。该技术采用中空圆环阵列超声探测器和锥面反射镜，光声成像时，脉冲激光经过光纤传递并在出光端发射，在锥面反射镜的面上散开同时照射整个血管壁，激发光声信号，使用圆环阵列超声探测器接收产生的光声信号；超声成像时圆环阵列超声探测器发射超声信号，再接收血管反射的超声信号，探头具有光声成像和超声成像的性能。

其不足是，该技术的脉冲激光在锥面反射镜扩束，同时激发整个血管内部，所需的激光能量大；而且由于脉冲激光没有汇聚，所以光声图像的分辨率不佳，此外该装置的探头使用64个声敏元件，单个声敏元件的接收效率不佳且结构复杂。

申请号为201210220399.5，专利名称为《聚焦式旋转扫描光声超声血管内窥成像装置及其成像方法》的文献公开了一种成像装置，可利用该装置开展光声超声一体化血管内成像方法研究。该装置的光纤末端直接90°出光，激光是发散照射到待测物体上，激光没有汇聚，同样存在光声图像的分辨率较差的问题，而且该技术公开的装置，激光与光纤的耦合采取直接耦合的方式，这样在光纤旋转过程中极易出现偏差，从而导致激光到光纤的传输效率降低，直接影响光声信号的产生。

发明内容

提供一种血管内荧光-光声-超声多模成像装置，利用该装置可以实现荧光-光声-超声三种模式的成像，能够同时获得血管内多参量、多组分的信息，提高血管内斑块的检测精度。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述成像装置进行成像的方法，使用该成像方法，可获得血管内的荧光图像、光声图像以及超声图像。

为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种血管内荧光-光声-超声多模成像装置及方法，包括计算机、荧光激发与采集系统、光声信号激发与采集系统、超声信号激发与采集系统、以及一体化探头，血管内的荧光成像激发光和光声成像激发光使用同一光源，并通过光纤环形器进行激光传输和采集；