一種用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)提供一種用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，包括：波段切換光路系統(tǒng)和環(huán)狀光路形成系統(tǒng)；環(huán)狀光路形成系統(tǒng)包括錐頂凹透鏡、環(huán)形棱鏡和超聲換能器陣列；波段切換光路系統(tǒng)可發(fā)出不同波長的紅外光并依次透過錐頂凹透鏡和環(huán)形棱鏡后到達(dá)被測物，被測物產(chǎn)生的光聲信號到達(dá)超聲換能器陣列；錐頂凹透鏡用于將紅外光轉(zhuǎn)換為環(huán)形光束；環(huán)形棱鏡用于將環(huán)形光束反射到被測物；超聲換能器陣列用于采集被測物產(chǎn)生的光聲信號并將其轉(zhuǎn)換成電信號。現(xiàn)有技術(shù)是通過凸透鏡來實現(xiàn)將紅外光轉(zhuǎn)換為環(huán)形光束的，但會因凸透鏡長期聚光于自身內(nèi)部區(qū)域而導(dǎo)致物理損傷，本實用新型專利技術(shù)用錐頂凹透鏡替代凸透鏡來實現(xiàn)環(huán)形光束的轉(zhuǎn)換，從而避免了聚光導(dǎo)致的透鏡損傷。的透鏡損傷。的透鏡損傷。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)


[0001]本技術(shù)涉及光聲斷層影像
，尤其涉及一種用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)。

技術(shù)介紹

[0002]光聲成像(Photoacoustic Imaging,PAI)是近些年來發(fā)展起來的一種非入侵式和非電離式的新型生物醫(yī)學(xué)成像方法。當(dāng)脈沖激光照射到生物組織中時，組織的光吸收域?qū)a(chǎn)生超聲信號，我們稱這種由光激發(fā)產(chǎn)生的超聲信號為光聲信號。生物組織產(chǎn)生的光聲信號攜帶了組織的光吸收特征信息，通過探測光聲信號能重建出組織中的光吸收分布圖像。光聲成像結(jié)合了純光學(xué)組織成像中高選擇特性和純超聲組織成像中深穿透特性的優(yōu)點，可得到高分辨率和高對比度的組織圖像，從原理上避開了光散射的影響，突破了高分辨率光學(xué)成像深度“軟極限”(～1mm)，可實現(xiàn)50mm的深層活體內(nèi)組織成像。
[0003]現(xiàn)有的光聲斷層成像的光路系統(tǒng)中為了實現(xiàn)360度無死角的激光照射，需要先將紅外光轉(zhuǎn)換為環(huán)形光束，其是通過凸透鏡來實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的。
[0004]然而，凸透鏡長期聚光于自身內(nèi)部區(qū)域而產(chǎn)生的高溫會導(dǎo)致對凸透鏡自身的物理損傷，從而嚴(yán)重地影響系統(tǒng)的使用壽命和使用安全。
[0005]不同波長的光可以激發(fā)不同的分子/生物組織/材料產(chǎn)生光聲信號。然而，現(xiàn)有的光聲斷層成像的光路系統(tǒng)中的波段切換光路難以實現(xiàn)670nm
?
2300nm波段的波長的連續(xù)切換，且波段切換光路的光路結(jié)構(gòu)設(shè)計較復(fù)雜，不夠簡潔。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的至少一個缺陷或改進(jìn)需求，本技術(shù)提供一種用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，用以解決環(huán)形光束轉(zhuǎn)換透鏡的物理損傷問題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供一種用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，包括：波段切換光路系統(tǒng)和環(huán)狀光路形成系統(tǒng)；
[0008]所述環(huán)狀光路形成系統(tǒng)包括錐頂凹透鏡、環(huán)形棱鏡和超聲換能器陣列；
[0009]所述波段切換光路系統(tǒng)可發(fā)出不同波長的紅外光，所述紅外光依次透過所述錐頂凹透鏡和所述環(huán)形棱鏡后到達(dá)被測物，所述被測物產(chǎn)生的光聲信號到達(dá)所述超聲換能器陣列；
[0010]所述錐頂凹透鏡用于將所述紅外光轉(zhuǎn)換為環(huán)形光束；
[0011]所述環(huán)形棱鏡用于將所述環(huán)形光束反射到所述被測物；
[0012]所述超聲換能器陣列用于采集所述被測物產(chǎn)生的光聲信號，將所述光聲信號轉(zhuǎn)換成電信號。
[0013]根據(jù)本技術(shù)提供的用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，所述波段切換光路系統(tǒng)包括YAG激光器、光參量振蕩器、第一切換鏡、第二切換鏡、若干激光回收器和若干反射鏡；
[0014]所述YAG激光器可發(fā)出第一預(yù)設(shè)波長的激光，也可通過倍頻模塊和所述光參量振
蕩器的聯(lián)合作用產(chǎn)生波長連續(xù)可調(diào)的第一預(yù)設(shè)波段的激光和第二預(yù)設(shè)波段的激光；
[0015]所述第一切換鏡用于切換預(yù)設(shè)波長的激光和預(yù)設(shè)波段的激光；
[0016]所述第二切換鏡用于切換所述第一預(yù)設(shè)波段的激光和所述第二預(yù)設(shè)波段的激光；
[0017]所述激光回收器用于將暫時不需要的某個波長的激光擋住；
[0018]通過調(diào)節(jié)所述第一切換鏡和所述第二切換鏡可使所述波段切換光路系統(tǒng)一次只輸出所述第一預(yù)設(shè)波長的激光、所述第一預(yù)設(shè)波段的激光和所述第二預(yù)設(shè)波段的激光中的一種波長的激光。
[0019]根據(jù)本技術(shù)提供的用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，所述第一預(yù)設(shè)波長為1064nm。
[0020]根據(jù)本技術(shù)提供的用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，所述第一預(yù)設(shè)波段為[670nm，980nm]。
[0021]根據(jù)本技術(shù)提供的用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，所述第二預(yù)設(shè)波段為[1190nm，2350nm]。
[0022]根據(jù)本技術(shù)提供的用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，所述波段切換光路系統(tǒng)還包括引導(dǎo)激光器，所述引導(dǎo)激光器可發(fā)出可見的引導(dǎo)激光，所述引導(dǎo)激光與所述紅外光共線來實現(xiàn)對所述紅外光的引導(dǎo)。
[0023]根據(jù)本技術(shù)提供的用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，所述第一切換鏡為反射鏡，其背面安裝有陶瓷片用于回收所述第一預(yù)設(shè)波長的激光。
[0024]根據(jù)本技術(shù)提供的用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，所述環(huán)狀光路形成系統(tǒng)還包括調(diào)環(huán)透鏡，所述調(diào)環(huán)透鏡處于所述錐頂凹透鏡和所述環(huán)形棱鏡之間，用于調(diào)整所述環(huán)形光束的環(huán)形尺寸大小。
[0025]根據(jù)本技術(shù)提供的用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，所述環(huán)形棱鏡用于將經(jīng)過環(huán)形尺寸調(diào)整后的環(huán)形光束反射到所述超聲換能器陣列的焦平面上的被測物上。
[0026]根據(jù)本技術(shù)提供的用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，所述環(huán)形棱鏡的迎光面為磨砂狀。
[0027]該
現(xiàn)有的相近技術(shù)中是通過凸透鏡來實現(xiàn)將紅外光轉(zhuǎn)換為環(huán)形光束的，但是，凸透鏡長期聚光于自身內(nèi)部區(qū)域而產(chǎn)生的高溫會導(dǎo)致對凸透鏡自身的物理損傷。本技術(shù)用錐頂凹透鏡替代凸透鏡來實現(xiàn)環(huán)形光束的轉(zhuǎn)換，從而避免了聚光導(dǎo)致的透鏡損傷，延長了系統(tǒng)的使用壽命，增加了系統(tǒng)使用時的安全性。
[0028]另外，由于包括兩個切換鏡的波段切換光路系統(tǒng)的簡潔的光路設(shè)計，在調(diào)節(jié)兩個切換鏡的位置時，可實現(xiàn)對大概670nm
?
2300nm波段的波長的光的連續(xù)可調(diào)切換輸出。在波段切換的基礎(chǔ)上，提升了系統(tǒng)光路設(shè)計的簡潔性。
附圖說明
[0029]為了更清楚地說明本技術(shù)或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見的，下面描述中的附圖是本技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1是本技術(shù)實施例提供的環(huán)形光路形成系統(tǒng)的光路及結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是用于產(chǎn)生環(huán)形光束的現(xiàn)有技術(shù)所采用的凸透鏡和本技術(shù)實施例提供的錐頂凹透鏡的透射散光示意圖對比；
[0032]圖3是本技術(shù)實施例提供的1064nm波長的激光輸出，IR
?
I和IR
?
II波段波長的激光回收的光路系統(tǒng)的光路狀態(tài)圖；
[0033]圖4是本技術(shù)實施例提供的IR
?
I波段波長的激光輸出，1064nm波長和IR
?
II波段波長的激光回收的光路系統(tǒng)的光路狀態(tài)圖；
[0034]圖5是本技術(shù)實施例提供的IR
?
II波段波長的激光輸出，1064nm波長和IR
?
I波段波長的激光回收的光路系統(tǒng)的光路狀態(tài)圖；
[0035]附圖標(biāo)記：
[0036]圖1中：13為直角棱鏡、14為錐頂凹透鏡、15為調(diào)環(huán)透鏡、16為環(huán)形棱鏡、17為超聲換能器陣列、18為被測物；
[0037]圖3中：1為第一切換鏡、2為第二切換鏡、3為環(huán)狀光路形成系統(tǒng)、4為引導(dǎo)激光器、5為第二激光回收器、6為第一激光回收器、7為第一反射鏡、8為第二反射鏡、9為凸透鏡、10為光參量振蕩器、11為YAG激光器、12為倍頻模塊。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，其特征在于，包括：波段切換光路系統(tǒng)和環(huán)狀光路形成系統(tǒng)；所述環(huán)狀光路形成系統(tǒng)包括錐頂凹透鏡(14)、環(huán)形棱鏡(16)和超聲換能器陣列(17)；所述波段切換光路系統(tǒng)可發(fā)出不同波長的紅外光，所述紅外光依次透過所述錐頂凹透鏡(14)和所述環(huán)形棱鏡(16)后到達(dá)被測物(18)，所述被測物(18)產(chǎn)生的光聲信號到達(dá)所述超聲換能器陣列(17)；所述錐頂凹透鏡(14)用于將所述紅外光轉(zhuǎn)換為環(huán)形光束；所述環(huán)形棱鏡(16)用于將所述環(huán)形光束反射到所述被測物(18)；所述超聲換能器陣列(17)用于采集所述被測物(18)產(chǎn)生的光聲信號，將所述光聲信號轉(zhuǎn)換成電信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光聲斷層成像的光路系統(tǒng)，其特征在于，所述波段切換光路系統(tǒng)包括YAG激光器(11)、光參量振蕩器(10)、第一切換鏡(1)、第二切換鏡(2)、若干激光回收器和若干反射鏡；所述YAG激光器(11)可發(fā)出第一預(yù)設(shè)波長的激光，也可通過倍頻模塊(12)和所述光參量振蕩器(10)的聯(lián)合作用產(chǎn)生波長連續(xù)可調(diào)的第一預(yù)設(shè)波段的激光和第二預(yù)設(shè)波段的激光；所述第一切換鏡(1)用于切換預(yù)設(shè)波長的激光和預(yù)設(shè)波段的激光；所述第二切換鏡(2)用于切換所述第一預(yù)設(shè)波段的激光和所述第二預(yù)設(shè)波段的激光；所述激光回收器用于將暫時不需要的某個波長的激光擋住；通過調(diào)節(jié)所述第一切換鏡(1)和所述第二切換鏡(2)可使所述波段切換光路系統(tǒng)一次只輸出所述第一預(yù)設(shè)波長的激光、所述第一預(yù)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉凱，劉民，
申請(專利權(quán))人：武漢和視光聲科技有限公司，
類型：新型
國別省市：