[发明专利]一种联合光声与激光散斑的多模态成像设备

说明书

本发明公开了一种联合光声与激光散斑的多模态成像设备，包括：532nm脉冲激光源和632.8nm He‑Ne激光源、光声调制光路、激光散斑调制光路、反射镜组、光声信号采集系统、激光散斑血流采集系统和上位机。本发明可以连续、实时、同时且同视场的检测血管内的细胞结构、血流等血流动力学参数，并将采集的多模态参数有效准确的传输至上位机处理；同时本发明能够简化多模态成像设备组成，有效的融合了高分辨率光声成像和激光散斑血流成像，极大地缩减了不同参数的测量步骤和时间，为今后血管疾病的临床诊断和治疗提供了强有力的支撑。

技术领域

本发明涉及多模态无创成像技术领域，尤其是一种联合光声与激光散斑的多模态成像设备。

背景技术

光声成像技术是近年来迅速发展的一种新型无创成像技术，该技术基于光声效应原理，获得组织的二维断层或者三维立体的一种无创高分辨率的成像方法。其光声效应是指物体受到强度周期性变化的光照后，因物体内部周期性的温度变化导致热胀冷缩，从而产生超声波的现象。光声成像技术同时结合了光学成像和声学成像技术的特点，具有高分辨率、高对比度和成像深度深等特点。

如今光声成像的分辨率已经实现了从亚微米到几十个微米的跨层次成像、成像范围从几个微米到厘米的跨数量级的多尺度成像、从结构到功能上的多参量成像，同时成像设备也实现了从大型化到小型化轻量化方向的发展，在对活体组织与细胞无创和无标记成像中具有重要作用。

激光散斑成像是通过CCD相机采集散斑图样，分析散斑衬比度值来获取血流信息，它不需要造影剂，是一种非接触和无创伤的快速成像方法。该测量方法可以测量血管管径，血管密度，血液流速和血流灌注等微循环参数。

目前，虽然已经实现了光声成像和激光散斑成像，然而受操作设备限制，还没有既可测得血管内的组织与细胞的结构参数，又可分辨动静脉血管与测血流动力学参数的多模态无创成像设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种联合光声与激光散斑的多模态成像设备，可以同时同视场的实时检测待测血管组织的参数变化情况，既能获取血管内血流等宏观参数又能监测血管内细胞结构等微观参数，有效的把高分辨率光声成像技术与激光散斑血流成像技术结合，极大地缩减了不同参数的测量步骤和时间，为今后肿瘤和血管疾病的临床诊断和治疗提供了强有力的支撑。

为解决上述技术问题，本发明提供一种联合光声与激光散斑的多模态成像设备，包括：532nm脉冲激光源和632.8nm He-Ne激光源、光声调制光路、激光散斑调制光路、反射镜组、光声信号采集系统、激光散斑血流采集系统和上位机；532nm脉冲激光源经光声调制光路实现了激光的空间滤波、扩束以及能量衰减等处理，将该调制后的激光束经分束镜分束，一束激光送至聚焦物镜和聚焦透镜聚焦，然后传送至反射镜组，该装置将聚焦光束送至待测组织并产生光声信号；另一束激光经光电传感器转换作为光声信号采集的触发信号，当数据采集卡接收到触发信号时，光声信号采集系统开始采集，并传输到上位机处理和存储，获得血管内的红细胞等微观参数信息，实现高分辨率光声成像；632.8nm He-Ne激光源经激光散斑调制光路准直扩束，将该调制后的光束送至反射镜组，在反射镜组的调制下，待测组织产生散斑信号，由激光散斑血流采集系统采集传输到上位机处理和存储，获得血管内的血流、血管等信息，实现散斑成像。

优选的，上位机控制532nm脉冲激光源，设定激光器的输出功率、脉冲宽度和脉冲重复频率。

优选的，532nm脉冲激光源首先经过光阑，将不规则的脉冲激光形成规则圆斑状，后经过光学平凸透镜和平凹透镜实现光束扩束，扩束后的激光经微米级的针孔实现光束滤波；将滤波后的激光经中性密度滤光片实现光束衰减，再将衰减后的激光耦合至光纤准直器和单模光纤实现光束耦合。