[发明专利]一种光声显微成像系统及方法

说明书

本发明公开了一种光声显微成像系统及方法，其中，系统包括激光发射模块、激光调制模块、成像模块、探测模块和信号处理模块。激光调制模块与激光发射模块连接，用于调制激光信号的出射方向；成像模块位于激光扫描信号的传播路径上，用于反射目标物体产生的超声波信号至探测模块；探测模块用于转化超声波信号为电信号；探测模块包括超声换能器、第一齿轮、第二齿轮和步进电机单元；步进电机单元与第一齿轮固定连接，第一齿轮与第二齿轮咬合，第二齿轮与超声换能器固定连接；信号处理模块与探测模块电连接，用于得到目标物体的显微图像。本发明实施例提供的光声显微成像系统及方法，实现了对目标物体的快速成像，并且体积小、成本低。

技术领域

本发明实施例涉及控制和成像技术领域，尤其涉及一种光声显微成像系统及方法。

背景技术

光声成像(Photoacoustic Imaging，PAI)是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，这种由光激发产生的超声信号称为光声信号。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。

目前国内外在应用光声显微成像系统对目标物体进行成像时，利用脉冲激光器产生激光光斑来激发目标物体一点的光声信号，通过点聚焦超声换能器探测目标物体该点的光声信号，同时使用直线电动平移台移动激光光斑和点聚焦超声换能器对目标物体进行机械式扫描来获得目标物体的图像，这种机械扫描的方式对直线电动平移台的运动精度要求较高，同时受限于直线电动平移台的滑块和螺杆结构，对目标物体的成像速度较慢。此外，直线电动平移台硕大的体积也限制了使用场景，待测的目标物体的放置方式和位置需配合光声显微成像系统，稍大一点的目标物体无法放置，从而无法成像，国内外的课题组通常会换用更大体积且更精密的直线电动平移台对体积稍大的目标物体进行成像，但高精度的直线电动平移台和配套控制箱的价格昂贵。综上所述，现有的光声显微成像系统采用高精度直线电动平移台成像速度较慢，无法对快速变化的目标物体进行实时快速成像，且体积大、成本高。

发明内容

本发明提供一种光声显微成像系统及方法，以实现对目标物体的快速成像，并且实现光声显微成像系统的小型化和低成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种光声显微成像系统，包括激光发射模块、激光调制模块、成像模块、探测模块以及信号处理模块；

所述激光调制模块与所述激光发射模块连接，用于调制激光信号的出射方向，得到激光扫描信号；

所述成像模块位于所述激光扫描信号的传播路径上，用于透射所述激光扫描信号至目标物体，并反射所述目标物体产生的超声波信号至所述探测模块；

所述探测模块用于对所述超声波信号进行探测，转化所述超声波信号为电信号；所述探测模块包括超声换能器、第一齿轮、第二齿轮和步进电机单元；所述步进电机单元与所述第一齿轮固定连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮咬合，所述第二齿轮与所述超声换能器固定连接；

所述信号处理模块与所述探测模块电连接，用于接收并处理所述电信号，得到所述目标物体的显微图像。

可选的，所述第一齿轮包括齿轮中心部分和齿轮边缘部分，所述齿轮边缘部分围绕所述齿轮中心部分，所述齿轮中心部分与所述步进电机单元连接，所述齿轮边缘部分与所述第二齿轮咬合；

所述齿轮中心部分的材料包括绝缘材料，所述齿轮边缘部分的材料包括金属材料。

可选的，所述探测模块还包括射频导电滑环，所述射频导电滑环包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分可旋转电连接；

所述第一部分与所述超声换能器电连接，所述第二部分与所述信号处理模块电连接。