[发明专利]一种光声内窥镜探头及系统

说明书

本发明公开了一种光声内窥镜探头及系统，该探头包括一端开口且用于透射激光能量和超声波信号的外筒和置于外筒中两端均开口的内筒，所述外筒的筒底设置有反射镜，所述内筒靠近反射镜的一端内设置有自聚焦透镜且该端外设置有pMUT阵列，所述内筒与外筒之间填充有耦合液。采用内筒、外筒、自聚焦透镜、反射镜的结构，内筒外壁不仅有横向安装空间，也具备纵向安装空间，即可实现pMUT阵列的环向上的阵列分布和纵向上的阵列分布，大大提高其成像面积；采用该结构不仅可减小探头体积，且易于集成，便于信号引出。

技术领域

本发明涉及温室大棚装置领域，更具体的说是涉及一种光声内窥镜探头及系统。

背景技术

内窥镜技术包括纯超声内窥镜和光声内窥镜等，它们可实现对人体内的组织如血管、胃、肠进行检测，也可以实现对人体血管内的斑块等进行成像。

华南师范大学研制了基于环形阵列探测器的光声内窥镜系统（于 2010 年发表在Opt.Lett. 第 35 卷, 编号 13），如图1所示，该内窥镜探头同样采用光纤11将激光脉冲引导到探头中，出射光直接通过锥形反射镜15将激光反射到要成像的区域；光声信号由环形阵列传感器16来采集，这里的阵列传感器由 64 个阵元在环向上排列组成，每个阵元的信号都有一个独立的引线将信号引到探头的外部，然后经过外部的放大器和滤波器进行信号的放大和滤波处理，并对每个通道的光声信号进行采集。

该内窥镜探头由于受到所采用的技术的限制，存在着众多缺点。第一、该内窥镜探头内部的阵列传感器只是在环向上实现了阵列分布，而在纵向上却没有，所以其成像面积受到很大的限制。第二、探头中的 64 阵元的传感器采用传统的加工技术来制作，每个阵元都是相互独立的，通过机械装配的方式组合在一起，探头尺寸较大，直径高达 30mm，无法将其应用到临床中。第三、传感器的每个阵元都采用一根引线将信号引出，采用这种方式来传输信号的缺点就是如果阵元数目较大，那么将很难实现信号的引出。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种光声内窥镜探头及系统。

本发明通过下述技术方案实现：

一种光声内窥镜探头，包括一端开口且用于透射激光能量和超声波信号的外筒和置于外筒中两端均开口的内筒，所述外筒的筒底设置有反射镜，所述内筒靠近反射镜的一端内设置有自聚焦透镜且该端外设置有pMUT阵列，所述内筒与外筒之间填充有耦合液。设置内筒和外筒的结构，光纤信号经自聚焦透镜进入探头，自聚焦透镜对光束进行整形并与探头末端即外筒筒底的反射镜进行匹配，激光经反射后以柱面光源的形式至外筒外达到探头侧向区域。激光与组织相互作用产生的超声波回波经外筒至内筒外壁的pMUT阵列。采用上述内筒、外筒、自聚焦透镜、反射镜的结构，内筒外壁不仅有横向安装空间，也具备纵向安装空间，即可实现pMUT阵列的环向上的阵列分布和纵向上的阵列分布，大大提高其成像面积。本探头基于pMUT阵列，pMUT阵列具有体积小、高灵敏度、易阵列化和集成化的优势，可以提高探头的信噪比和稳定性。由于其体积小、易阵列化和集成化的优势，在阵列时，不仅可减小探头体积，且易于集成，便于信号引出。

一种光声内窥镜系统，包括依次连接的激光器、光纤耦合器、光纤、探头，所述探头和激光器均通过信号采集卡与控制器连接，所述探头为上述的探头。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明的探头基于pMUT阵列，其体积小、易阵列化和集成化的优势，在阵列时，不仅可减小探头体积，且易于集成，便于信号引出。

2、本发明采用内筒、外筒、自聚焦透镜、反射镜的结构，内筒外壁不仅有横向安装空间，也具备纵向安装空间，即可实现pMUT阵列的环向上的阵列分布和纵向上的阵列分布，大大提高其成像面积。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。