The invention discloses a human blood vessel detection method based on laser photoacoustic spectroscopy, which includes six steps: initial positioning of the system, single point testing, time domain resolved photoacoustic positioning analysis, photoacoustic single point blood vessel measurement, component analysis of atherosclerotic plaques in profile, photoacoustic three-dimensional blood vessel reconstruction, etc. The beneficial effect of the present invention is that the volume and cost of the system are reduced by multiplexing the light source and part of the optical path with laser photoacoustic and laser Raman; the photoacoustic echo signal corresponding to the blood flow, the inner tissue of the blood vessel and the layered substances of the blood vessel wall passing through the main axis path at the same time can be analyzed by using the time-domain resolved photoacoustic echo signal analysis based on the intravascular blood flow photoacoustic echo as the spatial analysis datum. It can simultaneously detect the external morphology and internal tissue morphology distribution of blood vessels by photoacoustic method, and detect the molecular components of the layered substances in the blood vessel wall by photoacoustic method combined with laser Raman method.
【技术实现步骤摘要】
一种基于激光光声光谱的人体血管检测方法
本专利技术涉及一种人体血管检测方法,尤其涉及一种基于激光光声与激光拉曼联用的血管检测方法,适用于人体动静脉内外部三维结构及分子成分的检测,属于光电检测领域。
技术介绍
血管造影是一种用于对血管健康情况进行监测的辅助检查技术,普遍用于临床各种疾病的诊断与治疗当中,有助于医生及时发现病情,控制病情进展,有效地提高了患者的生存率。血管造影属于介入检测方法,它需将显影剂注入被检者的血管里,因为X光无法穿透显影剂,血管造影可以准确地反映血管病变的部位和程度。但是血管造影在临床实际应用中也有许多不足。例如,它只能显示管腔的情况,不能显示病变所在的管壁和粥样斑块,不能提供粥样斑块形态和性质的详细情况,有可能使医生低估冠脉狭窄的程度。为了探测血管内部的情况,血管内超声等新技术被专利技术出来。血管内超声是将微型超声探头通过导管导进血管内进行探测,再经电子成像系统来显示血管内的几何形态和结构等细微解剖信息。血管内超声的探头是直接置于血管腔内探测,因此该技术不仅可准确测量管腔、粥样斑块及纤维斑块的大小,还可提供粥样斑块及纤维斑块的大体组织信息,在显示因心血管疾病或介入治疗等所致的血管内复杂病变形态时明显优于造影。虽然血管内超声技术可进行血管内部形态的探测,但由于它与血管造影一样都属于介入检测,要在局部麻醉的情况下把探头插入血管,存在许多血管检测的盲区以及可能造成对待检者的不良副作用。因此,非介入式的血管健康监测技术有着巨大的需求和市场前景。光声成像(PhotoacousticImaging,PAI)是近年来发展起来的一种非入侵式和非电离式 ...
【技术保护点】
1.一种基于激光光声光谱的人体血管检测方法,它是在一种基于激光光声光谱的人体血管检测系统上实现的,该系统包括主控制器(21)、扫描头部(1)、三维电动平台(22)和辅助部件组成;其特征在于所述的人体血管检测方法包括以下步骤:1)系统初始定位人体待测区域内包括皮肤、皮下组织、血管壁、粥样斑块、流动血液等不同组织及成分,将人体血管检测系统靠近人体待测区域的待检测血管的起始血流位置;主控制器给三向电机控制器发送控制指令,将皮下的深度方向设为z向,沿血流的方向设为x向,垂直血流的方向设为y向,设定三向步进电机的z方向的行进步数,带动三维电动平台上的扫描头部运动,使光声探测头大致位于皮肤上方一厘米左右;主控制器启动激光器控制器,激光器控制器按照设定好的工作参数启动激光器;2)单点测试激光脉冲部分能量穿过比例分光片及双色片,经带孔反射镜反射,再经平凸聚焦镜聚焦于聚焦点,形成以聚焦点为顶点的激发立体角,该激发立体角穿过皮肤下不同深度的不同组织,只有单位面积的能量密度超过光声产生阈值的那些组织才能产生超声回波信号;位于以聚焦点为顶点的接收立体角的超声回波信号经超声透镜聚焦至超声探头上转换为电信号;同时 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于激光光声光谱的人体血管检测方法,它是在一种基于激光光声光谱的人体血管检测系统上实现的,该系统包括主控制器(21)、扫描头部(1)、三维电动平台(22)和辅助部件组成;其特征在于所述的人体血管检测方法包括以下步骤:1)系统初始定位人体待测区域内包括皮肤、皮下组织、血管壁、粥样斑块、流动血液等不同组织及成分,将人体血管检测系统靠近人体待测区域的待检测血管的起始血流位置;主控制器给三向电机控制器发送控制指令,将皮下的深度方向设为z向,沿血流的方向设为x向,垂直血流的方向设为y向,设定三向步进电机的z方向的行进步数,带动三维电动平台上的扫描头部运动,使光声探测头大致位于皮肤上方一厘米左右;主控制器启动激光器控制器,激光器控制器按照设定好的工作参数启动激光器;2)单点测试激光脉冲部分能量穿过比例分光片及双色片,经带孔反射镜反射,再经平凸聚焦镜聚焦于聚焦点,形成以聚焦点为顶点的激发立体角,该激发立体角穿过皮肤下不同深度的不同组织,只有单位面积的能量密度超过光声产生阈值的那些组织才能产生超声回波信号;位于以聚焦点为顶点的接收立体角的超声回波信号经超声透镜聚焦至超声探头上转换为电信号;同时,该激光脉冲另一部分能量经比例分光片反射,被光电探测器接收并转化为电信号,经探测器电路放大,送至信号采集卡的触发端口,瞬时开启信号采集卡,此时,超声探头输出的电信号经级联放大器多级放大后,至信号采集卡进行高频采样,模数转换并送至主控制器中的主控软件进行分析;3)时域分辨光声定位分析通常情况下,激发立体角中的激光脉冲能量依次经过皮下组织、血管壁、粥样斑块、流动血液,在聚焦良好的情况下,以上四种不同成分的单位面积的激光能量将达到光声阈值,将依次激发出皮下组织光声信号、血管壁光声信号、粥样斑块光声信号、流动血液光声信号;主控制器中的主控软件接收到的时域分辨光声信号中,首先在t1时刻接收到强度为I1时间宽度为T1的皮下组织光声信号,然后依次在t2时刻接收到强度为I2时间宽度为T2的血管壁光声信号,t3时刻接收到强度为I3时间宽度为T3的粥样斑块光声信号,t4时刻接收到强度为I4时间宽度为T4的流动血液光声信号;其中,光声信号的时间宽度的倒数即近似为超声频率的2倍,不同组织成分由激光激发的超声频率是不同的,相同组织成分由激光激发的超声频率是相同的,因此,根据时间宽度的测量即可判断组织成分;光声信号的强度代表组织成分密度的大小,相同的组织成分,光声信号越强代表该处的组织密度更大;定义传输时间Δt1=t2-t1;Δt2=t3-t2;Δt3=t4-t3;用传输时间乘以声音在组织成分中的传输速度,即可求出该组织成分的厚度;4)光声...
【专利技术属性】
技术研发人员:万雄,王泓鹏,袁汝俊,何强,
申请(专利权)人:中国科学院上海技术物理研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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