[发明专利]一种光声内窥成像装置及系统

说明书

本发明公开了一种光声内窥成像装置及系统，该装置包括：环状光纤束，其由多根光纤组成，光纤包括用于发射入射光信号的信号发射端；凹面反射镜，与光纤束同轴且相对设置，其与光纤束相对的一侧设置有反射曲面；反射曲面将光纤束发出的入射光信号进行反射形成反射光信号，反射光信号在反射曲面的外部焦点处汇集形成聚焦光环并通过焦点后照射到受光区域上；环状超声换能器阵列，其由用于接收受光区域在所反射光信号照射下激发出的光声信号，并输出与光声信号对应的电信号。本发明有效克服了透镜色差导致的汇聚光束的焦点位置随波长变化的固有缺陷，能够显著提高非线性类光声内窥成像装置及系统的轴向分辨率，有效提升重构图像的质量。

技术领域

本发明涉及光声成像技术领域，具体涉及一种光声内窥成像装置及系统。

背景技术

随着激光技术、超声探测技术及CT技术的发展，人们尝试将光声技术应用于生物医学成像领域。光声成像技术在系统构成、图像重建、功能成像等各个方面均获得了巨大的发展，并显现出其在临床医学和基础医学研究方面的巨大应用潜力。

根据光声信号的类型，可以将光声成像技术划分为经典光声成像技术与非线性光声成像技术。相比经典光声成像技术，非线性光声成像技术的轴向分辨率更高，因此可以显著提升图像的清晰度。非线性光声成像的轴向分辨率由光学系统参数决定，当选择多个波长激发样品进行功能成像时，不同波长的光束在空间中聚焦位置的一致性，成为影响轴向分辨率的主要因素。

目前，在基于非线性光声成像技术的光声内窥成像系统中实现光束聚焦的元件为透镜，光学成像的物理机制表明，透镜元件的色差会导致焦点位置随波长发生变化，进而引起多波长成像的轴向分辨率下降，因此降低了功能信息的解析精度。由此可知，透镜聚焦方案存的固有缺陷，对非线性光声成像技术在生物医学的应用构成了极大阻碍，图像重构的质量不高，不利于检测。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本发明实施例提供一种光声内窥成像装置及系统，以解决现有技术中基于非线性光声成像技术的光声内窥成像系统中采用透镜实现光束聚焦而使多波长成像的轴向分辨率下降，从而导致重构图像的质量不高的问题。

第一方面，本发明实施例一种光声内窥成像装置，包括：

环状光纤束，其由多根光纤组成，所述光纤包括用于发射入射光信号的信号发射端；

凹面反射镜，与所述光纤束同轴且相对设置，其与所述光纤束相对的一侧设置有反射曲面；所述反射曲面将所述光纤束发出的入射光信号进行反射形成反射光信号，所述反射光信号在所述反射曲面的外部焦点处汇集形成聚焦光环并通过所述焦点后照射到受光区域上；

环状超声换能器阵列，其由用于接收所述受光区域在所述反射光信号照射下激发出的用于超声成像的光声信号，并输出与所述光声信号对应的电信号。

作为本发明第一方面的优选方式，还包括第一匹配管，所述第一匹配管的内侧与所述光纤束连接；

所述第一匹配管与所述凹面反射镜相对一侧的侧面与所述光纤束中各所述光纤的信号发射端齐平。

作为本发明第一方面的优选方式，还包括第二匹配管，所述第二匹配管内侧的一端与所述第一匹配管的外侧连接，所述第二匹配管内侧的另一端与所述凹面反射镜的外侧连接；

所述第二匹配管的外侧设置有环状的台阶状限位槽，所述限位槽处设置有所述超声换能器阵列。

作为本发明第一方面的优选方式，所述限位槽处还设置有用于固定所述超声换能器阵列的环状固定环。

作为本发明第一方面的优选方式，所述第二匹配管采用硬质透光材料制作。