[发明专利]一种吸收体吸收系数测量和同时光声成像的无损检测方法及其装置

摘要

本发明提供一种吸收体吸收系数测量和同时光声成像的无损检测方法及其装置，检测方法使用光纤经由组织通道在体内进行光声激发；利用长焦区的聚焦式超声换能器无损得到吸收体上下边界光声信号P1、P2以及时间间隔Dt；借助吸收体的吸收系数a和吸收体上下两边界的光声压幅值之比P2/P1与厚度l的关系反演出吸收系数a；结合换能器的线性扫描同时得到吸收体的光声图像；检测装置包括基于弥散光纤的光声激发部分、电控机械扫描部分、基于水浸式长焦区聚焦超声换能器的超声采集与处理部分。该检测方法能无损的光声激发和光声信号采集，克服了波长相关的能流率的影响，结果无需校正，能同时进行吸收体二维光声成像；该检测装置简易，操作简便，便于临床推广。

主权项

一种吸收体吸收系数测量和同时光声成像的无损检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1：多光谱脉冲激光器输出的一定波长短脉冲激光经二维可调光纤耦合器至柱状弥散光纤；所述柱状弥散光纤经由嵌有吸收体的组织样品的通道插入样品内部适当位置，在内部对样品进行无损全方位光辐照；步骤S2：在柱状弥散光纤光源的激发下，样品内部多个空间位置的吸收体产生光声信号；光声信号经组织体与超声耦合液外传后由置于超声耦合液的水浸式长焦区聚焦超声换能器在样品外部无损接收，所述超声换能器受控于二维电控平移台；步骤S3：水浸式长焦区聚焦超声换能器所接收的光声信号由低噪声脉冲超声收发器进行限幅、整形、滤波和放大后送入多通道数字荧光示波器，利用光电二极管同步接收脉冲激光并转化为光电信号触发示波器，进行信号监测与采集，所得信号经示波器取多次平均之后，通过GPIB卡把数据传给计算机以保存和处理；步骤S4：利用计算机控制的步进电机精确控制并驱动二维电控可调平移台对水浸式长焦区聚焦超声换能器做直线平移实现扫描获取光声数据，逐点生成的光声信号数据依次进行接收调理放大和采集保存；步骤S5：在计算机上对采集的光声信号进行处理，直接在计算机上用灰度变化呈现光声信号的时辨变化和空间变化，得到扫描平面样品内部光学吸收体的二维灰度光声图像；步骤S6：计算机利用吸收体上下边界的光声信号P1、P2的时间间隔Δt和声速V的乘积获得吸收体厚度l，利用上下边界的光声信号幅值之比P2/P1与吸收系数α和厚度l的关系P2/P1＝exp(αl)，反演出吸收体的光学吸收系数α；步骤S7：返回步骤S1，采用多光谱脉冲激光器输出新的一定波长短脉冲激光，获得不同波长下的光声图像及光学吸收系数α(λ)。