[发明专利]用于热声、光声、超声共线激发和接收的成像装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于热声、光声、超声共线激发和接收的成像装置及方法，包括脉冲激光产生模块、光电探测模块、线性光整形模块、反光镜、透光反射镜、反光反声镜、脉冲同步信号发生模块、超声发射/信号采集模块、图像重建模块、阵列超声换能器、微波发生模块、微波天线和电机扫描模块；本发明的光场、声场、微波场同轴共线地照射到样品表面，其中检测区域内微波场、光场和声场的能量分布相对均匀，可以实现被测样品同一位置处均匀且高灵敏度的热声、光声和超声成像。本发明的一体化成像装置不仅可以手持实时获取三模态的断层成像，还能通过扫描模块带动该成像装置实现快速大范围三维成像，获取更加完整和全面的互补信息。

技术领域

本发明属于微波热声、光声和超声成像技术领域的技术领域，具体涉及一种用于热声、光声、超声共线激发和接收的成像装置及方法。

背景技术

多模态成像系统相比单一模态系统可以提供更多的互补信息：微波热声成像可以提供组织中的介电常数等信息；光声成像可以提供组织中光吸收系数的差异；而超声成像可以提供组织中声阻抗差异的信息。这些参数对提高早期肿瘤的诊断能力具有重要的作用，引起了广泛的研究。现有单一模态的成像模式存在其局限性，如微波热声成像的成像分辨率相对较低；超声成像，的成像对比度相对较低；光声成像虽然具有分辨率高，成像对比度高的特点，但难以区分组织的边界。热声、光声、超声三模态成像系统可以结合不同模态之间的优势，提供全面的互补信息。

申请号CN201711048754.4的专利申请公开了一种热声、光声、超声三模态乳腺肿瘤检测装置及方法，该专利发明了一种基于环形探测器和喇叭天线的热声、光声、超声三模态成像装置，并将其用于乳腺肿瘤检测。但是上述专利仍有一些不足：1、该装置采用喇叭天线，体积比较笨重，不方便移动；2、该装置采用环形探测器，乳腺等特殊部位由于具有凸起的特征，可以将其放入到环形探测器的中心检测区域进行检测，而无凸起特征的部位很难被放入到环形探测器的中心检测区域，因此该装置无法对某些无凸起特征部位进行检测，如头颈部位，以及腹部等。3、由于该装置的微波热声成像装置利用圆形喇叭口输出微波，微波场能量均匀的区域较小且位置固定，对于尺寸大的样品无法实现均匀的微波激发，造成所成图像不能反应真实的微波吸收。

申请号CN 201911033375.7的专利申请公开了一种微波热声、光声和超声三模态肠道组织成像方法及系统。该发明通过向肠道组织待成像区域发射脉冲激光、脉冲微波以及脉冲超声，通过检测信号从而重建出光声、微波热声以及超声图像。该方法及系统主要应用场景为肠道及腔内。应用于肠道及腔内的三模态成像系统由于受生理结构的限制，用于发射微波的天线，光纤以及阵列超声换能器尺寸相对较小、能量相对较弱且多为圆周扫描成像，因此不适用于体表组织大范围深度成像；另外，该发明未公开成像系统的装置图和扫描头结构，更没有表明该成像系统可以做到微波热声、光声以及超声发射和接收同轴共线，实现均匀的热声、光声以及超声的激发和成像。

可以看出，微波热声、光声、超声三模态成像系统可以克服单一模态的缺点，获取更全面的互补信息。而现有的热声、光声、超声三模态系统具有体积笨重或者成像范围小，无法实现均匀的热声、光声以及超声的激发和成像等不足。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于热声、光声、超声共线激发和接收的成像装置及方法，可以实现被测样品同一位置处均匀且高灵敏度的热声、光声和超声成像。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：