光聲成像裝置制造方法及圖紙

一種光聲成像裝置，用于測量血氧飽和度，所述光聲成像裝置包括激光器、光波導、第一分光元件、第二分光元件、第一開關、第二開關、透射反射鏡、光電二極管、物鏡、水棱鏡、水槽、超聲換能器、放大器、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊及計算模塊，所述激光器發(fā)出一種波長的納秒脈沖激光并耦合進所述光波導，所述光波導具有非線性光學效應，所述脈沖光經(jīng)過所述光波導后具有兩種波長，所述第一分光元件將兩種波長的激光分離成兩束單波長的激光，利用所述第一開關及所述第二開關，使得所述光聲成像裝置在任意時刻只有一束激光能到達樣品，從而分別得到兩種不同波長的激光激發(fā)的信號。本發(fā)明專利技術提供的光聲成像裝置，制造成本較低，操作方便且可靠。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
光聲成像裝置
本專利技術涉及光聲成像領域，尤其涉及一種光聲成像裝置。
技術介紹
光聲成像是近年來發(fā)展起來的一種無損醫(yī)學成像方法，它結合了純光學成像的高對比度特性和純超聲成像的高穿透深度特性，可以提供高分辨率和高對比度的組織成像，更重要的是其能夠實現(xiàn)生物的生理功能成像。例如可以利用光聲成像技術測量活體生物的血氧飽和度等生理參數(shù)。利用光聲成像技術測量活體生物血氧飽和度的基本原理是含氧血紅蛋白和去氧血紅蛋白對不同波長的光吸收系數(shù)不同。因而要測量活體生物的血氧飽和度，至少需要兩種波長的脈沖激光來進行光聲成像。現(xiàn)有的測量血氧飽和度的光聲成像裝置通過選用一臺可調諧納秒脈沖激光器，使其交替發(fā)出兩種不同波長的脈沖激光對生物組織的同一位置進行光聲成像。然而這種光聲成像裝置不僅價格昂貴，而且可調諧納秒脈沖激光器的交替控制實現(xiàn)起來比較困難。
技術實現(xiàn)思路
針對上述問題，本專利技術的目的在于提供一種光聲成像裝置，用于測量血氧飽和度，該光聲成像裝置制造成本低廉，且很方便實現(xiàn)波長的交替控制，具有較高的實用性。為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種光聲成像裝置，用于測量血氧飽和度，所述光學成像裝置包括激光器、光波導、第一分光兀件、第二分光兀件、第一開關、第二開關、透射反射鏡、光電二極管、物鏡、水棱鏡、水槽、超聲換能器、放大器、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊及計算模塊，所述激光器發(fā)出一種波長的脈沖光耦合進所述光波導中，所述光波導具有非線性光學效應，所述脈沖光經(jīng)過所述光波導后具有兩種波長，其中波長較長的脈沖光透過所述第一分光元件，當?shù)谝婚_關開通時，通過所述第一開關，并透過所述第二分光元件，波長較短的脈沖光經(jīng)第一分光元件反射，當?shù)诙_關開啟時，通過第二開關后被所述第二分光元件反射，所述第二分光元件透射的波長較長的脈沖光和反射的波長較短的脈沖光均可入射到所述透射反射鏡，所述第一開關和第二開關在任意時刻有且只有一個開通，從而僅有一種波長的脈沖光入射至所述透射反射鏡，被所述透射反射鏡透射的部分脈沖光入射至光電二極管以產(chǎn)生光功率信號，被所述透射反射鏡反射的部分脈沖光經(jīng)過物鏡、水棱鏡、水槽到達樣品，并 激發(fā)出超聲信號，所述超聲信號通過所述水棱鏡反射，被所述超聲換能器接收并轉化為電信號，所述電信號傳送至放大器并被放大器放大，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述光電二極管、放大器及計算模塊均信號連通，所述數(shù)據(jù)采集卡將所述光功率信號及所述放大器放大后的電信號采集到計算模塊，所述計算模塊根據(jù)所述電信號計算樣品的血氧飽和度。其中，所述光聲成像裝置還包括耦合器，所述耦合器設置于所述激光器和光波導之間，其將激光器發(fā)出的脈沖光耦合到所述光波導中。其中，所述光聲成像裝置還包括第一透鏡，所述第一透鏡設置于所述光波導與所述第一分光元件之間，所述第一透鏡用于將所述光波導出射的脈沖光準直后入射至所述第一分光兀件。其中，所述光聲成像裝置還包括第一反射元件和第二反射元件，所述第一反射元件用于將所述第一分光元件反射的波長較短的脈沖光反射至所述第二開關，所述第二反射元件用于將從所述第二開關通過的脈沖光反射至所述第二分光元件。其中，所述光聲成像裝置還包括載物臺，所述載物臺為三維位移臺，所述光波導的一端、所述第一透鏡、所述第一分光元件、所述第一反射元件、所述第一開關、所述第二開關、所述第二反射元件、所述第二分光元件、所述透射反射鏡、所述光電二極管、所述物鏡、所述第二透鏡、所述水棱鏡、所述第三透鏡及所述超聲換能器均固定于所述載物臺。其中，所述光波導為單模光纖。其中，所述第一分光元件及所述第二分光元件均為二向色鏡。其中，所述第一開關及所述第二開關均為電控快門，所述電控快門包括開通和截止兩種工作模式，當所述電控快門的工作模式為開通時，光束可以正常通過，當所述電控快門的工作模式為截止時，光束無法通過。其中，所述控制模塊同時控制所述載物臺的三維移動，所述第一開關和所述第二開關的開通與截止及所述激光器的同步輸出。其中，所述光聲成像裝置還包括第二透鏡，所述第二透鏡設置于所述物鏡與所述水棱鏡之間，所述第二透鏡為修正透鏡。本專利技術提供的光聲成像裝置中，由于所述光波導具有非線性光學效應，因而所述激光器發(fā)出一種波長的脈沖激光經(jīng)過所述光波導后將具有兩種波長。所述第一分光元件將含有兩種波長的激光束在空間上分離成兩束含一種波長的激光，兩束激光分別到達所述第一開關及所述第二開關，利用所述第一開關及所述第二開關控制所述激光的開通與截止。在實驗過程中，通過所述控制模塊的控制，使得所述第一開關及所述第二開關在任意時刻只有一個處于開通狀態(tài)，所以任意時刻只有一束激光能到達樣品，從而分別得到兩種波長的激光激發(fā)的光聲信號。利用兩種波長的激光分別激發(fā)的光聲信號，就可以通過所述計算模塊計算得到樣品的血氧飽和度。本專利技術提供的光聲成像裝置，制造成本較低，操作容易且可靠，具有很高的實用性。【附圖說明】為了更清楚地說明本專利技術的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，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。圖1是本專利技術實施例提供的光聲成像裝置的示意圖。【具體實施方式】下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。請參閱圖1，本專利技術實施例公開了一種測量血氧飽和度的光聲成像裝置100，其包括激光器1、稱合器2、光波導3、第一透鏡4、第一分光兀件5、第一反射兀件6、第一開關7、第二開關8、第二反射元件9、第二分光元件10、透射反射鏡11、光電二極管12、物鏡13、第二透鏡14、水棱鏡15、水槽16、第三透鏡17、超聲換能器18、放大器18、數(shù)據(jù)采集模塊20、計算模塊21、控制模塊22及載物臺23。其中所述光波導3的一端，第一透鏡4、第一分光元件5、第一反射元件6、第一開關7、第二開關8、第二反射元件9、第二分光元件10、透射反射鏡11、光電二極管12、物鏡13、第二透鏡14、水棱鏡15、第三透鏡17及超聲換能器18都固定于所述載物臺23上。在本實施例中，所述激光器I為單波長納秒脈沖激光器，其發(fā)射出波長為λ I的脈沖光束①，該脈沖光束①經(jīng)耦合器2后進入光波導3，所述耦合器2為光纖耦合器，所述光波導3為特種單模光纖，所述光波導3具有非線性光學效應，所述脈沖光束①經(jīng)過所述光波導3后將變成具有兩種波長的脈沖光束②，其中一個波長與所述脈沖光束①的波長相等，均為A1，另一個波長為λ2，且有λ2> λ1()所述脈沖光束②經(jīng)所述第一透鏡4后將變成準直的平行光束，隨后該平行光束入射到所述第一分光元件6上，所述第一分光元件6為二向色鏡，其可以透射波長較長的光并反射波長較短的光，因此所述脈沖光束②將被所述第一分光元件6分離成兩束包含不同波長的光束，其中波長為λ 2的激光束透過所述第一分光元件6后變成所述脈沖光束③到達所述第一開關7，波長為X1的光經(jīng)所述第一分光元件6反射后變成所述脈沖光束④并經(jīng)所述第一反射元件6反射到達所述第二開關8。[002本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種光聲成像裝置，用于測量血氧飽和度，其特征在于，所述光聲成像裝置包括激光器、光波導、第一分光元件、第二分光元件、第一開關、第二開關、透射反射鏡、光電二極管、物鏡、水棱鏡、水槽、超聲換能器、放大器、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊及計算模塊，所述激光器發(fā)出一種波長的脈沖光耦合進所述光波導中，所述光波導具有非線性光學效應，所述脈沖光經(jīng)過所述光波導后具有兩種波長，其中波長較長的脈沖光透過所述第一分光元件，當?shù)谝婚_關開通時，通過所述第一開關，并透過所述第二分光元件，波長較短的脈沖光經(jīng)第一分光元件反射，當?shù)诙_關開通時，通過所述第二開關后被所述第二分光元件反射，所述第二分光元件透射的波長較長的脈沖光和反射的波長較短的脈沖光均可入射到所述透射反射鏡，所述第一開關和第二開關在任意時刻有且只有一個開通，從而僅有一種波長的脈沖光入射至所述透射反射鏡，被所述透射反射鏡透射的部分脈沖光入射至光電二極管以產(chǎn)生光功率信號，被所述透射反射鏡反射的部分脈沖光經(jīng)過物鏡、水棱鏡、水槽到達樣品，并激發(fā)出超聲信號，所述超聲信號通過所述水棱鏡反射，被所述超聲換能器接收并轉化為電信號，所述電信號傳送至放大器并被放大器放大，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述光電二極管、放大器及計算模塊均信號連通，所述數(shù)據(jù)采集卡將所述光功率信號及所述放大器放大后的電信號采集到計算模塊，所述計算模塊根據(jù)所述電信號計算樣品的血氧飽和度。...

【技術特征摘要】
1.一種光聲成像裝置，用于測量血氧飽和度，其特征在于，所述光聲成像裝置包括激光器、光波導、第一分光兀件、第二分光兀件、第一開關、第二開關、透射反射鏡、光電二極管、物鏡、水棱鏡、水槽、超聲換能器、放大器、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊及計算模塊，所述激光器發(fā)出一種波長的脈沖光耦合進所述光波導中，所述光波導具有非線性光學效應，所述脈沖光經(jīng)過所述光波導后具有兩種波長，其中波長較長的脈沖光透過所述第一分光元件，當?shù)谝婚_關開通時，通過所述第一開關，并透過所述第二分光元件，波長較短的脈沖光經(jīng)第一分光元件反射，當?shù)诙_關開通時，通過所述第二開關后被所述第二分光元件反射，所述第二分光元件透射的波長較長的脈沖光和反射的波長較短的脈沖光均可入射到所述透射反射鏡，所述第一開關和第二開關在任意時刻有且只有一個開通，從而僅有一種波長的脈沖光入射至所述透射反射鏡，被所述透射反射鏡透射的部分脈沖光入射至光電二極管以產(chǎn)生光功率信號，被所述透射反射鏡反射的部分脈沖光經(jīng)過物鏡、水棱鏡、水槽到達樣品，并激發(fā)出超聲信號，所述超聲信號通過所述水棱鏡反射，被所述超聲換能器接收并轉化為電信號，所述電信號傳送至放大器并被放大器放大，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述光電二極管、放大器及計算模塊均信號連通，所述數(shù)據(jù)采集卡將所述光功率信號及所述放大器放大后的電信號采集到計算模塊，所述計算模塊根據(jù)所述電信號計算樣品的血氧飽和度。2.根據(jù)權利要求1所述的光聲成像裝置，其特征在于，所述光聲成像裝置還包括耦合器，所述耦合器設置于所述激光器和所述光波導之間，其將所述激光器發(fā)出的脈沖光耦合到所述光波導中。3.根據(jù)權利要求1所述的光聲成像裝置，其特征在于，所述光聲成像裝置還包括第一透鏡，所述...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：宋亮，劉瑞敏，陳健樺，林日強，白曉淞，
申請(專利權)人：深圳先進技術研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：