一种光声共轴内窥装置和光声共轴内窥系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术适用于生物医学影像设备技术领域，公开了一种光声共轴内窥装置和光声共轴内窥系统。光声共轴内窥装置包括使组织产生光声效应的光声导管，所述光声导管包括管体、用于产生照射光或引导照射光的照射光提供部件、用于发射超声波并可接收超声波以及光声信号的超声部件，所述照射光提供部件设置于或伸入于所述管体内，所述超声部件设置于所述管体；所述光声导管还包括用于将照射光分别反射或折射后聚焦至所述超声部件中轴线的镜组，所述镜组设置的外侧。光声共轴内窥系统包括上述内窥装置。本实用新型专利技术所提供的一种光声共轴内窥装置和光声共轴内窥系统，其光声共轴、光声重合区大、成像效果佳。

A photoacoustic coaxial endoscope device and a photoacoustic coaxial endoscope system

The utility model is suitable for the technical field of biomedical imaging equipment, and discloses a photoacoustic coaxial endoscope device and a photoacoustic coaxial endoscope system. The photoacoustic coaxial endoscopic device includes a photoacoustic catheter for producing photoacoustic effects on tissues, the photoacoustic catheter includes a tube body, a light providing component for generating or guiding the light, an ultrasonic component for emitting ultrasound and receiving ultrasound and photoacoustic signals, the light providing component is arranged in or extends into the tube body, and the ultrasonic component is arranged in the tube body The photoacoustic catheter also includes a lens group for reflecting or refracting the light to the central axis of the ultrasonic component, and the outside of the lens group. The photoacoustic coaxial endoscope system includes the endoscope device. The utility model provides a photoacoustic coaxial endoscope device and a photoacoustic coaxial endoscope system, wherein the photoacoustic coaxial, the photoacoustic coincidence area is large and the imaging effect is good.

【技术实现步骤摘要】
一种光声共轴内窥装置和光声共轴内窥系统
本技术属于生物医学影像设备
，尤其涉及一种光声共轴内窥装置和光声共轴内窥系统。
技术介绍
我国消化道肿瘤发病率近年来持续增高，早期发现与治疗能很大程度提高患者的五年生存率，内镜诊断是目前常见的方法，其中探索新的内镜诊疗技术是十分必要的。光声成像作为一种非入侵式的生物医学成像方法，该技术与消化内镜结合为实现消化道肿瘤高灵敏早期诊断提供了新的诊疗模式，展现其巨大应用潜力。光声成像技术不仅弥补传统超声成像技术分辨率低的缺点，而且改善了纯光学成像因组织对光的散射造成成像深度小的缺点，同时利用生物组织对光吸收的差异实现重要的功能性成像，如血氧饱和度测试。当前已有研究尝试将光声成像技术与消化内镜结合用于消化道内窥成像当中，为消化道早期肿瘤诊断提供了可能性。但是由于传统光声内窥导管的光声耦合的区域小，光声信号探测效率低，同时消化道结构复杂多变，胃壁与肠壁存在腔壁弯曲与黏膜褶皱现象，复杂的结构环境降低了系统的信噪比，所以这不利于消化道肿瘤早期发现与准确诊断。光声内窥成像技术(PhotoacousticEndoscopy)是一种将光声成像系统集成到微小的成像导管内，可在人体消化道、血管内实现基于光声原理的介入成像技术。因为应用的场景不同，消化道内窥光声导管和血管内介入光声导管两种导管的尺寸存在差异。但是两者都是基于光声成像原理，纳秒脉冲激光激发组织，组织吸收光后释放热能导致吸收体局部温度升高，温度变化导致组织热胀冷缩而产生压力波，即光声信号；组织反射回来的光声信号被超声换能器接收，经过后期图像重建实现光声内窥成像。现有光声内窥导管的设计中，分为光声共轴与光声不共轴两种。光声共轴可以保证光的照射区域与声的探测区域始终是同一轴心，但一般需要在超声换能器的探测晶体中心开孔，将光源置于中间，以牺牲超声换能器的探测性能来达到；或者以透射光反射声的光学组件来达到光声共轴，但复杂的光学组件降低导管中光的传输效率。光声不共轴的设计，保证了超声换能器的完整，将出射光或者超声换能器倾斜一定的角度，使得光照区域和声探测区域有一定的重叠，但是光声不共轴限制了系统成像范围以及高信噪比。综上，现有技术中光声内窥成像设备主要存在以下的缺点：(1)目前利用激光通过中心开孔的超声换能器，经反射器发射至组织，最后由超声换能器接收光声信号的消化道光声内窥导管设计虽然实现了光声共轴的目的，但是由于中空结构的超声换能器压电晶体接收面积小，降低光声信号的接收效率，不利于系统高信噪比的实现。(2)一些光声内窥导管利用了透射光反射声的光学组件实现了光声共轴，提高系统信噪比的目的。但是多组合的光学元件降低了光的传输效率，最后限制系统信噪比。(3)除了光声共轴的导管设计以外，当前还存在光声不共轴的导管设计，其利用了光束与声束形成一定重合区，对获取的光声信号实现图像重建。虽然该设计避免了导管中光传输效率低、超声换能器接收率低的缺点，但是其光声不共轴、光声重合区小而导致成像深度浅的缺点成为系统高信噪比的制约因素。
技术实现思路
本技术旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种光声共轴内窥装置和光声共轴内窥系统，其光声共轴、光声重合区大、成像效果佳。本技术的技术方案是：一种光声共轴内窥装置，包括使组织产生光声效应的光声导管，所述光声导管包括管体、用于产生照射光或引导照射光的照射光提供部件、用于发射超声波并可接收超声波以及光声信号的超声部件，所述照射光提供部件设置于或伸入于所述管体内，所述超声部件设置于所述管体；所述光声导管还包括用于将照射光分别反射或折射后聚焦至所述超声部件中轴线的镜组，所述镜组设置于所述管体内且位于所述超声部件的外侧。可选地，所述镜组包括设置于所述超声部件两侧的第一反射器和第二反射器；所述照射光提供部件为连接于激光发生装置且前端伸入所述管体内的光纤，所述管体内还设置有用于将所述光纤射出的激光分配至第一反射器和第二反射器的折射透镜，所述光纤的前端朝向于所述折射透镜。可选地，所述第一反射器的镜面与照射光的光轴之间形成第一夹角，所述第二反射器的镜面与照射光的光轴之间形成第二夹角，所述第一夹角、第二夹角互为余角。可选地，所述第一反射器位于所述超声部件靠近所述折射透镜的一侧，所述第二反射器位于所述超声部件远离所述折射透镜的一侧，所述第一反射器的反射面不高于所述超声部件的工作面，所述第二反射器的反射面高于所述超声部件的工作面。可选地，所述折射透镜为将用于将所述光纤前端所射出激光的等分至所述第一反射器和所述第二反射器的梯度折射率透镜。可选地，所述管体内设置有用于供所述光纤插入的第一匹配管和套于所述第一匹配管以及所述折射透镜的第二匹配管，所述第二匹配管外还套设有位于所述管体内的金属管。可选地，所述管体内填充有超声耦合介质。可选地，所述光纤设置有一根、两根或两根以上，所述镜组设置有一组、两组或两组以上。可选地，所述超声部件连接有高频信号线，所述高频信号线从所述金属管的外侧穿出所述管体。本技术还提供了一种光声共轴内窥系统，包括上述的一种光声共轴内窥装置，还包括：作为脉冲信号主触发源的电脑与数据采集卡、用于接收脉冲信号并发出同步信号的单片机、用于接收同步信号并发出延时信号至超声收发仪的激光器与驱动器，所述数据采集卡连接于所述电脑与所述单片机，所述单片机连接于所述激光器、驱动器和所述超声收发仪，所述激光器连接有光学组件和光电滑环，光电滑环连接于伸入管体内的光纤，所述光电滑环还分别连接于所述驱动器和所述超声收发仪，所述超声收发仪还连接于所述数据采集卡。本技术所提供的一种光声共轴内窥装置和光声共轴内窥系统，其光声共轴内窥装置、内窥系统利用光纤传导脉冲激光，光纤结合金属匹配管(第一匹配管)与梯度折射率透镜达到尺寸匹配的目的，再利用塑料匹配管(第二匹配管)将三者固定，并装配于金属外管(金属管)内。光声导管中梯度折射率透镜的应用提高了准直效率，改善成像中消色差效果，激光经梯度折射率透镜聚焦后，一半的光照射在第一反射器的反射面，另一半的光照射在第二反射器的反射面，第一反射器、第二反射器与水平面的角度互为余角，实现了两路光束于同一空间区域聚焦的目的。超声换能器放置于第一反射器、第二反射器的中间，接收从组织返回的光声信号，这样既实现了光声共轴、增大光声重合区的特点，又避免了激光因传统透光反声的光学元件组而耦合效率低的缺点，有利于提高系统的信噪比，成像效果佳。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种光声共轴内窥装置的剖面示意图；图2是本技术实施例提供的一种光声共轴内窥系统的平面局部示意图；图3是本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光声共轴内窥装置，其特征在于，包括使组织产生光声效应的光声导管，所述光声导管包括管体、用于产生照射光或引导照射光的照射光提供部件、用于发射超声波并可接收超声波以及光声信号的超声部件，所述照射光提供部件设置于或伸入于所述管体内，所述超声部件设置于所述管体；/n所述光声导管还包括用于将照射光分别反射或折射后聚焦至所述超声部件中轴线的镜组，所述镜组设置于所述管体内且位于所述超声部件的外侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种光声共轴内窥装置，其特征在于，包括使组织产生光声效应的光声导管，所述光声导管包括管体、用于产生照射光或引导照射光的照射光提供部件、用于发射超声波并可接收超声波以及光声信号的超声部件，所述照射光提供部件设置于或伸入于所述管体内，所述超声部件设置于所述管体；
所述光声导管还包括用于将照射光分别反射或折射后聚焦至所述超声部件中轴线的镜组，所述镜组设置于所述管体内且位于所述超声部件的外侧。


2.如权利要求1所述的一种光声共轴内窥装置，其特征在于，
所述镜组包括设置于所述超声部件两侧的第一反射器和第二反射器；
所述照射光提供部件为连接于激光发生装置且前端伸入所述管体内的光纤，所述管体内还设置有用于将所述光纤射出的激光分配至第一反射器和第二反射器的折射透镜，所述光纤的前端朝向于所述折射透镜。


3.如权利要求2所述的一种光声共轴内窥装置，其特征在于，所述第一反射器的镜面与照射光的光轴之间形成第一夹角，所述第二反射器的镜面与照射光的光轴之间形成第二夹角，所述第一夹角、第二夹角互为余角。


4.如权利要求3所述的一种光声共轴内窥装置，其特征在于，所述第一反射器位于所述超声部件靠近所述折射透镜的一侧，所述第二反射器位于所述超声部件远离所述折射透镜的一侧，所述第一反射器的反射面不高于所述超声部件的工作面，所述第二反射器的反射面高于所述超声部件的工作面。


5.如权利要求4所述的一种光声共轴内窥装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王柏权，龚小竞，林日强，张建辉，陈宁波，舒承有，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44