一种手持式光声成像探头及光声成像系统的制作方法

    技术2024-11-22  57


    本发明涉及一种手持式光声成像探头及光声成像系统,属于光声成像。


    背景技术:

    1、乳腺癌是一种在乳腺组织中发生的恶性肿瘤,是全球女性最常见的癌症之一。乳腺癌的发病率在全球范围内呈上升趋势,尤其在我国,由于生活方式的改变和人口老龄化,乳腺癌的发病率和死亡率都在逐年增加。为了降低乳腺癌的发病率和死亡率,提高女性健康质量,因此需要进行乳腺癌筛查。

    2、传统的乳腺癌筛查通常采用乳腺x线摄影和乳腺超声作为主要手段。乳腺x线摄影方法在对乳腺癌早期诊断时存在致密乳腺组织难以穿透和辐射风险的问题,这会影响筛查的准确性。乳腺超声则容易漏诊小病灶,其空间分辨率和特异性有限,且由于对操作者技能依赖性高,诊断结果一致性难以保证。这些都限制了传统筛查策略在乳腺癌早期发现和高风险群体中的应用。

    3、近些年来,光声成像技术在乳腺癌中的临床应用研究证实了光声成像系统在乳腺癌的早期筛查、疾病诊断、活检指导以及治疗监测等方面的潜力。光声断层超声作为实现光声成像技术方法之一,在目前的生物医学成像中的应用非常广泛,包括肿瘤检测、血管成像、神经活动监测等。光声断层扫描技术在乳腺癌监测方面具有很大的优势,它可以用于乳腺癌的早期检测,乳腺癌细胞通常会吸收更多的光,因此会产生更强的光声信号。

    4、然而,现有的光声断层扫描技术在乳腺癌筛查中仍存在一些局限性。例如,传统的光声成像系统通常较为笨重,不便于在临床环境中快速移动和定位。此外,大多数系统需要专业操作人员进行复杂的设备调整和数据解析,这增加了筛查过程的复杂性和成本。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种手持式光声成像探头及光声成像系统,能够解决现有光声成像系统较为笨重、操作不便、且筛查过程较为复杂和成本较高的问题。

    2、一方面,本发明提供了一种手持式光声成像探头,所述光声成像探头包括:

    3、壳体,一端具有开口;

    4、第一激光模块,设置在所述壳体内,用于通过所述开口向待测组织发射第一波长激光束;

    5、第二激光模块,设置在所述壳体内,用于通过所述开口向待测组织发射第二波长激光束;所述第二波长激光束的波长大于所述第一波长激光束的波长;

    6、超声接收模块,设置在所述壳体内,且位于所述第一激光模块和所述第二激光模块之间,用于通过所述开口接收所述待测组织产生的超声波信号,并将所述超声波信号转换为电信号。

    7、可选的,所述第一激光模块和所述第二激光模块交替向所述待测组织发射激光束;

    8、所述第一激光模块和所述第二激光模块发射激光束的延迟小于10ms。

    9、可选的,所述第一波长激光束的波长为755±20nm;所述第二波长激光束的波长为1064±20nm。

    10、可选的,所述第一激光模块和所述第二激光模块均包括:

    11、光纤束,由多个单模光纤成束组成,用于传输激光束;

    12、光学扩散片,设置在所述光纤束的出光端,用于对所述光纤束出射的激光束进行扩散,使得扩散后激光束照射待测组织。

    13、可选的,所述超声接收模块包括:

    14、声透镜,覆设在所述开口处,用于对所述待测组织产生的超声波信号进行聚焦;

    15、匹配层,设置在所述声透镜的出射侧;

    16、压电阵列,设置在所述匹配层远离所述声透镜的一侧,用于接收聚焦后的超声波信号,并将所述超声波信号转换为电信号;所述匹配层用于匹配所述待测组织与所述压电阵列之间的声阻抗。

    17、可选的,所述匹配层的声阻抗为4~4.5 mrayls;所述匹配层的厚度为30~50μm。

    18、可选的,所述压电阵列包括晶片、以及位于所述晶片相对两侧的电极;

    19、所述晶片的厚度为130~220μm。

    20、可选的,所述晶片由多个压电阵元按照水平方向排布而成,所述压电阵元为长梁状,相邻两个压电阵元之间的间隔为60±10μm。

    21、可选的,所述光声成像探头还包括:

    22、绝缘层,设置在所述壳体内壁上;所述第一激光模块、所述第二激光模块和所述超声接收模块均设置在所述绝缘层的内侧。

    23、另一方面,本发明提供了一种光声成像系统,所述系统包括:

    24、如上述任一种所述的光声成像探头;

    25、第一激光器,用于向所述第一激光模块提供第一波长激光束;

    26、第二激光器,用于向所述第二激光模块提供第二波长激光束;

    27、处理器,通过电引线与所述超声接收模块连接,用于对所述超声接收模块转换的电信号进行成像处理,得到所述待测组织的检测结果。

    28、本发明能产生的有益效果包括:

    29、本发明提供的手持式光声成像探头及光声成像系统,通过设置双波长的激光模块,作为超声激发信号源,同时集成超声接收模块,实现对血液中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的饱和度分析,从而提高筛查准确性。本发明结构简单且操作方便,解决了现有光声成像系统较为笨重、操作不便、且筛查过程较为复杂和成本较高的问题。



    技术特征:

    1.一种手持式光声成像探头,其特征在于,所述光声成像探头包括:

    2.根据权利要求1所述的光声成像探头,其特征在于,所述第一激光模块和所述第二激光模块交替向所述待测组织发射激光束;

    3.根据权利要求2所述的光声成像探头,其特征在于,所述第一波长激光束的波长为755±20nm;所述第二波长激光束的波长为1064±20nm。

    4.根据权利要求1所述的光声成像探头,其特征在于,所述第一激光模块和所述第二激光模块均包括:

    5.根据权利要求1所述的光声成像探头,其特征在于,所述超声接收模块包括:

    6.根据权利要求5所述的光声成像探头,其特征在于,所述匹配层的声阻抗为4~4.5mrayls;所述匹配层的厚度为30~50μm。

    7.根据权利要求5所述的光声成像探头,其特征在于,所述压电阵列包括晶片、以及位于所述晶片相对两侧的电极;

    8.根据权利要求7所述的光声成像探头,其特征在于,所述晶片由多个压电阵元按照水平方向排布而成,所述压电阵元为长梁状,相邻两个压电阵元之间的间隔为60±10μm。

    9.根据权利要求1所述的光声成像探头,其特征在于,所述光声成像探头还包括:

    10.一种光声成像系统,其特征在于,所述系统包括:


    技术总结
    本发明公开了一种手持式光声成像探头及光声成像系统,属于光声成像技术领域,能够解决现有光声成像系统较为笨重、操作不便、且筛查过程较为复杂和成本较高的问题。所述光声成像探头包括:壳体,一端具有开口;第一激光模块,设置在壳体内,用于通过开口向待测组织发射第一波长激光束;第二激光模块,设置在壳体内,用于通过开口向待测组织发射第二波长激光束;第二波长激光束的波长大于第一波长激光束的波长;超声接收模块,设置在壳体内,且位于第一激光模块和第二激光模块之间,用于通过开口接收待测组织产生的超声波信号,并将超声波信号转换为电信号。本发明用于人体组织的疾病筛查。

    技术研发人员:范东明,陈发强,倪炳源,王斌
    受保护的技术使用者:光子集成(温州)创新研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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