专利汇可以提供基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像装置与方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于多 光谱 超声调制的乳腺 肿瘤 多模态成像 装置与方法。所述成像装置包括 激光器 、聚焦超 声换能器 、超声发生器、 光电倍增管 、光阑、 锁 相 放大器 、扫描系统以及计算机;本发明将光谱技术与超声调制光学成像技术相结合,将不同 波长 激光与聚焦超声同时作用于待测样品中,利用聚焦超声调制并 定位 光谱 信号 ,获得乳腺肿瘤的超声调制多光谱信号。由计算机驱动的 三维扫描 系统使聚焦超声换能器对样品进行三维扫描,完成数据的采集。最终实现在获得大尺寸、高空间 分辨率 和高灵敏度的乳腺肿结构图的同时又获得能体现其血红蛋白浓度和血 氧 饱和度 的功能成像,即实现同一成像区域多参数成像,为 乳腺癌 的早期诊断提供更丰富、更准确的信息依据。,下面是基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像装置与方法专利的具体信息内容。
1.一种基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像装置,其特征在于,包括激光器(1)、可调衰减器(2)、第一可变光阑(4)、第二可变光阑(5)、光电倍增管(6)、前置放大器(7)、多功能电源(8)、锁相放大器(9)、超声波脉冲发射接收器(10)、超声换能器(11)、三维扫描系统(13)以及计算机(14);所述激光器(1)发出激光,经可调衰减器(2)照射在待测样品上;所述超声波脉冲发射接收器(10)设置为发射模式,驱动超声换能器(11)产生聚焦超声同时作用于待测样品上;穿过待测样品的散射光经过第一可变光阑(4)和第二可变光阑(5)被光电倍增管(6)所接收,经前置放大器(7)放大后输入锁相放大器(9)进行信号相关处理,获得超声焦区位置待测样品的声光信号;所述多功能电源(8)为光电倍增管(6)和前置放大器(7)提供电源;所述计算机(14)控制三维扫描系统(13)驱动载物台(15)使得待测样品能够进行三维移动,以此采集到整个待测样品各个位置的声光信号。
2.根据权利要求1所述的基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像装置,其特征在于,还包括一水槽(12),所述超声换能器(11)为中心频率1MHz-10MHz的水浸式聚焦超声换能器,其前表面置于水槽(12)内,超声焦区大小为亚毫米量级;所述水槽(12)与超声换能器(11)连接在一起,可一起移动;水槽的底部用透明薄膜密封,可与待测样品无缝隙接触。
3.根据权利要求1所述的基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像装置,其特征在于,所述激光器(1)是一种能够交替发出至少2种近红外波长的准直激光二极管,也可以使用多台不同波长的激光器(1)来代替。
4.根据权利要求1所述的基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像装置,其特征在于,所述第一可变光阑(4)靠近待测样品,第二可变光阑(5)固定于光电倍增管(6)的探测窗口上,第二可变光阑(5)可随光电倍增管(6)一起移动,同时可控制光电倍增管(6)的实际探测面积;所述光电倍增管(6)的光谱响应范围涵盖整个近红外光谱。
5.根据权利要求1所述的基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像装置,其特征在于,所述锁相放大器(9)选择外部参考模式,外部参考源为超声波脉冲发射接收器(10)的TTL输出信号。
6.根据权利要求1所述的基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像装置,其特征在于,所述三维扫描系统(13)由一组二维电控平移台和一台位移控制箱组成,三维扫描系统(13)与载物台(15)相连接,可控制载物台进行三维移动。
7.根据权利要求1所述的基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像装置,其特征在于,所述锁相放大器(9)、超声波脉冲发射接收器(10)、三维扫描系统(13)与计算机(14)相连接,由计算机控制并收集和显示数据。
8.根据权利要求1所述的基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像装置,其特征在于,所述成像装置可实现在获得大尺寸、高空间分辨率和高灵敏度的乳腺肿结构图的同时又获得能体现其血红蛋白浓度和血氧饱和度的功能成像,即实现同一成像区域多参数成像,为乳腺癌的早期诊断提供更丰富、更准确的信息依据。
9.一种基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、先后用两种不同波长的连续近红外光(630nm-1000nm)照射在待测样品上;
S2、在光轴的垂直方向上,中心频率为1MHz-10MHz的聚焦超声波作用于待测样品上;聚焦超声具有定位和调制光信号作用;令超声焦区落在光轴上,使入射光经过超声焦区可以获得较大的超声调制光信号;
S3、经过样品和超声焦区的散射光通过两个光阑被光电倍增管所接收,经前置放大器放大后输入锁相放大器进行信号相关处理;利用光阑的空间滤波和锁相放大器的时间滤波作用,将微弱的调制信号从强大未被调制的背景信号提取出来;通过检测散射光中的调制成分,可推断超声区域组织的光学和超声性质;
S4、计算机控制三维扫描系统驱动载物台对样品进行三维移动,完成超声场对样品整体扫描并经过数据分析重建可得到样品光学和超声响应的成像图,即获得样品高空间分辨率和灵敏度的结构图。
10.根据权利要求9所述的基于多光谱超声调制的乳腺肿瘤多模态成像方法,其特征在于,在完成步骤S1 S2获得乳腺肿瘤结构图的同时,用不同波长近红外光源获得乳腺肿瘤的~
超声调制信号,推断出不同波长下肿瘤的吸收系数,再结合修正的朗伯-比尔定理可得到乳腺肿瘤不同部位的血红蛋白浓度和血氧饱和度,实现乳腺肿瘤的功能成像。
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