[发明专利]一种光声、光学、超声三模态成像探头

说明书

本发明公开了一种光声、光学、超声三模态成像探头，成像探头包括PVDF膜、导电银丝、背衬、玻璃柱、光屏蔽环、屏蔽外壳、环形光源、环形透明防水罩。本发明的优势在于具有无需切换不同探头，无需复杂调整，便可在光声、光学、超声三种成像模态下自由切换，快速准确地在实验样品的同一区域实现不同模态成像的功能。克服了进行不同模态成像实验需切换不同的探头，且在切换探头后无法完全对准同一区域进行成像而导致实验数据存有误差的缺点，提高了多模态成像的准确性和操作简易性，兼顾了光声、光学、超声成像高分辨率、高对比度、高成像深度的优点。

技术领域

本发明涉及多模态显微镜技术及装置领域，具体涉及一种光声、光学、超声三模态成像探头。

背景技术

纯光学成像具有高分辨率与高对比度的优点，但是成像深度较浅。超声成像有较深的穿透深度，能够反映组织的声阻抗参数，但是分辨率较差。光声成像是近年来发展起来的一种非入侵式和非电离式的新型无损生物医学成像方法，利用短脉冲光照射生物组织，生物组织吸收光能后产生光致光声效应，瞬间激发出光声信号，带有组织光学吸收信息的光声信号被接收后通过一定的成像算法可反演出生于组织内部的光学吸收结构图。光声成像技术结合了光学成像高对比度和超声成像高穿透深度的优势，可实现夸层次多尺度高分辨率的图像获取，可以弥补纯光学成像技术和超声成像技术的不足。

各种影像技术各有优点，但目前为止尚无一种影像技术能够全面的反映生物体的生理病理特征，单一成像模式在分辨率、灵敏度、特异性和安全性等方面都存在或多或少的局限，多模成像是解决这一问题的有效途径之一，也是当前影像学发展的重要趋势。目前很多科研机构将光声成像和光学成像、超声成像相结合，搭建出光声、光学、超声多模态显微镜，能够更全面地获取生物组织的不同物理参数，从而反映生理及病理信息。

成像探头是光声、光学、超声多模态显微镜的重要部件之一，在光声成像时成像探头只对光声信号进行接收，超声成像时成像探头产生与接收超声波信号，在光学成像时高质量光源的辅助是获取高分辨率与高对比度光学图像的关键，成像探头的性能和结构直接影响着多模成像的成像质量和操作简易性。目前，在进行不同模态成像实验时需切换不同的探头进行成像，且在切换探头后无法完全对准同一区域进行成像，使各模态间采集的成像数据存在误差，不利于后续三种成像模式实验图像的实验对比和三模态的图像融合。发明专利号为201510400905.2的专利公开了一种用于光学、超声、光声多模显微成像的集成化扫描头，可获得检测部位的多参量物理信息和多尺度的结构成像，但存在结构复杂，体积过大，调节难度大，成像速度慢等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光声、光学、超声三模态成像探头，具有无需切换不同探头，无需复杂调整，用同一探头即可实现在光声、光学、超声三种成像模态下自由切换，快速准确地在实验样品的同一区域实现不同模态成像的功能。克服了进行不同模态成像实验需切换不同的探头，且在切换探头后无法完全对准同一区域进行成像而导致实验数据存有误差的缺点，提高了多模态成像的准确性和操作简易性，兼顾了光声、光学、超声成像高分辨率、高对比度、高成像深度的优点。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种光声、光学、超声三模态成像探头，其特征在于，包括PVDF膜、导电银丝、背衬、玻璃柱、光屏蔽环、屏蔽外壳、环形光源，环形透明防水罩。

所述PVDF膜粘贴于所述背衬的前端球面，所述PVDF膜作为压电材料的作用是将超声波转换为电信号，其由偏氟乙烯三氟乙烯共聚物印压而成，呈球面环形结构，使光、声可从中孔同轴射出，有利于光学和声学焦点对齐，有效提高信噪比和检测灵敏度；所述PVDF膜声阻抗为2.7 mrayl，可与生物组织匹配良好；所述PVDF膜低介电常数小于13 εr，便于电阻抗匹配；所述PVDF膜带宽大于100 %。