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一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)及方法與流程

文檔序號(hào):12045103閱讀:來源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng),其特征在于,包括:

主控裝置,與所述主控裝置連接的激光器、超聲探頭、紅外測(cè)距裝置和驅(qū)動(dòng)裝置,所述激光器用于發(fā)射激光束,所述激光束依次通過光纖束和物鏡聚焦在待測(cè)組織表面,產(chǎn)生光聲信號(hào);所述物鏡、所述超聲探頭和所述紅外測(cè)距裝置的相對(duì)位置固定;

當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置位于待測(cè)組織的第一位置點(diǎn)上方時(shí),所述紅外測(cè)距裝置用于檢測(cè)所述超聲探頭與所述第一位置點(diǎn)之間的第一垂直距離并傳輸至所述主控裝置;

所述主控裝置用于控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭和所述物鏡移動(dòng)到至所述第一位置點(diǎn)上方,同時(shí)所述紅外測(cè)距裝置移動(dòng)至所述待測(cè)組織的第二位置點(diǎn)上方;當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置位于所述第二位置點(diǎn)上方時(shí),所述紅外測(cè)距裝置還用于檢測(cè)所述超聲探頭與第二位置點(diǎn)之間的第二垂直距離并傳輸至所述主控裝置;

所述主控裝置還用于根據(jù)所述第一垂直距離和第二垂直距離控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭和所述物鏡移動(dòng)到至所述第二位置點(diǎn)上方,使所述超聲探頭與所述第二位置點(diǎn)之間的距離等于所述第一垂直距離;

所述超聲探頭用于采集所述第一位置點(diǎn)和第二位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào)并傳輸至所述主控裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述主控裝置包括數(shù)據(jù)處理單元,所述數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)所述超聲探頭采集的各個(gè)位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào),并通過最大值投影法重建光聲圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述主控裝置還包括:與所述數(shù)據(jù)處理單元連接的數(shù)據(jù)采集單元,所述數(shù)據(jù)采集單元包括:分別與所述超聲探頭、紅外測(cè)距裝置和激光器連接的主控電路,以及依次連接的時(shí)間增益補(bǔ)償放大單元、預(yù)濾波單元、A/D轉(zhuǎn)換單元;所述主控電路連接所述時(shí)間增益補(bǔ)償放大單元;

所述主控電路用于向所述激光器發(fā)送脈沖激光發(fā)射控制信號(hào),并接收所述超聲探頭返回的光聲信號(hào),還用于向所述紅外測(cè)距裝置發(fā)送距離檢測(cè)控制信號(hào)。

所述時(shí)間增益補(bǔ)償放大單元用于對(duì)所述光聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)間增益補(bǔ)償放大處理;

所述預(yù)濾波單元用于將放大處理后的光聲信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波處理;

所述A/D轉(zhuǎn)換單元用于將經(jīng)過預(yù)濾波的所述光聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字光聲信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)采集單元還包括:與所述A/D轉(zhuǎn)換單元連接的數(shù)據(jù)緩存單元、與所述數(shù)據(jù)緩存單元連接的數(shù)據(jù)傳輸單元;

所述數(shù)據(jù)緩存單元用于對(duì)所述數(shù)字光聲信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ);

所述數(shù)據(jù)傳輸單元用于將所述數(shù)據(jù)緩存單元存儲(chǔ)的數(shù)字光聲信號(hào)傳輸至所述數(shù)據(jù)處理單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述物鏡的焦點(diǎn)與所述超聲探頭的焦點(diǎn)一致且對(duì)準(zhǔn)所述待測(cè)組織表面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括:三維掃描平臺(tái),所述物鏡、超聲探頭、紅外測(cè)距裝置和光纖束均固定在所述三維掃描平臺(tái)的支架上;

所述驅(qū)動(dòng)裝置為連接所述主控裝置的步進(jìn)電機(jī),所述步進(jìn)電機(jī)用于在所述主控裝置的控制下,驅(qū)動(dòng)所述三維掃描平臺(tái)在豎直方向上移動(dòng),以調(diào)整所述超聲探頭與所述待測(cè)組織表面之間的距離。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其特征在于,所述步進(jìn)電機(jī)為3臺(tái),用于控制所述三維掃描平臺(tái)分別在x軸、y軸、z軸三個(gè)方向上移動(dòng)。

8.一種采用權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)進(jìn)行光聲顯微成像自適應(yīng)掃描的方法,其特征在于,包括:

當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置位于待測(cè)組織的第一位置點(diǎn)上方時(shí),控制所述紅外測(cè)距裝置檢測(cè)所述超聲探頭與所述第一位置點(diǎn)之間的第一垂直距離;

控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭和所述物鏡移動(dòng)到至所述第一位置點(diǎn)上方,同時(shí)控制所述紅外測(cè)距裝置移動(dòng)至所述待測(cè)組織的第二位置點(diǎn)上方;

當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置位于所述第二位置點(diǎn)上方時(shí),控制所述紅外測(cè)距裝置檢測(cè)所述超聲探頭與第二位置點(diǎn)之間的第二垂直距離;

根據(jù)所述第一垂直距離和第二垂直距離控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭和所述物鏡移動(dòng)到至所述第二位置點(diǎn)上方,使所述超聲探頭與所述第二位置點(diǎn)之間的距離等于所述第一垂直距離;

控制所述超聲探頭采集所述第一位置點(diǎn)和第二位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,還包括:

通過數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)各個(gè)位置點(diǎn)采集的所述光聲信號(hào),通過最大值投影法重建光聲圖像。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,在所述根據(jù)各個(gè)位置點(diǎn)采集的所述光聲信號(hào),通過最大值投影法重建光聲圖像之前,還包括:

對(duì)所述光聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)間增益補(bǔ)償放大處理;

將放大處理后的光聲信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波處理;

將經(jīng)過預(yù)濾波的所述光聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字光聲信號(hào)。

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