一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案制造技术

本发明专利技术涉及对光声转换与量子关联成像技术的有机结合，公开了一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像技术。纳秒脉冲激光器输出的光束通过分束器被分成两束光，即参考光和信号光。参考光经过一定距离的传输后被有空间分辨能力的探测器(CCD相机)接收；信号光则照射在生物组织上，生物组织吸收光的能量后会产生微弱的光声信号，超声波换能器收集光声信号，再由信号放大器、滤波器进行信号处理，最后通过数据采集卡将光声信号记录在计算机中，计算机将处理后的光声信号与参考光路中CCD相机记录的光场信息进行量子关联计算，最后重建出生物组织的图像。本发明专利技术可以作为一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案，其具有安全、无创性、抗干扰能力强与经济成本低的优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案


[0001]本专利技术涉及对生物组织的光声转换与量子关联成像结合的技术，具体涉及一种将激光均分为两束光，并将一束光照射生物组织所激发出的光声信号与另一束光信号进行关联计算的成像方案，可应用于生物组织、物质识别成像领域。

技术介绍

[0002]量子关联成像，又称鬼成像，是一种新型的非局域成像技术，最早源于量子的纠缠特性。鬼成像一般的实现方案是：从激光器发出的光束经准直后通过缓慢旋转的毛玻璃，从而将相干光束调制为赝热光束，然后通过分束器将赝热光束均分为两束光，即通过物体的信号光和仅有光源信息的参考光，并均用探测器收集两路光的光场信息。通过对收集到的参考光信息和信号光信息进行量子关联计算，从而重建出物体的图像。
[0003]光声转换，其基于光声效应，即：短脉冲激光经准值后照射到生物组织上，生物组织中吸收光能量的发色团会受热膨胀，这会使得其体积发生变化进而产生光声信号，即微弱的超声波信号。光声信号可以被超声波换能器收集，通过一系列的信号处理后，通过相应算法可以实现对吸收光源的生物组织的图像重构。
[0004]量子关联成像因为其非局域特性和统计光学特性而具有较强的抗干扰性，光声转换因其同时结合光分辨率较高和声较深的穿透度，在生物组织中具有安全、无创的优点，在这里我们提出一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案，为生物组织成像提供新的思路。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于结合量子关联成像的非局域成像、强抗干扰能力与光声转换在生物组织中具有安全、无创性的特点，从而实现一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案，原理简单，容易实现，具有实际应用价值。能够提升对生物组织成像的抗干扰能力，其实现结构简单，制造成本低。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案，包括如下步骤：
[0007](1)由信号源输出纳秒脉冲光源，经准直后由分束器将光路均分为两束光：信号光和参考光；
[0008](2)信号光照射生物组织后会产生微弱的光声信号并被超声波换能器收集，再经由信号放大器、滤波器，最后由数据采集卡将数据录入电脑中；
[0009](3)参考光不经任何物体直接被有空间分辨能力的探测器(CCD)接收。
[0010]上述技术方案中，所述信号源是用来发射空间纳秒脉冲光束。
[0011]上述技术方案中，所述分束器是用来将光束分为两束光路，即参考光路与信号光路。
[0012]上述技术方案中，所述超声波换能器是用来接收生物组织吸收信号光能量后产生
的光声信号。
[0013]上述技术方案中，所述信号放大器是将mV量级的电信号放大至V量级。
[0014]上述技术方案中，所述滤波器是对放大的光声信号进行带通滤波，以得到更好的成像效果。
[0015]上述技术方案中，所述数据采集卡是用来将通过滤波器的信号采集后录入电脑进行数据运算。
[0016]上述技术方案中，所述具有空间分辨能力的探测器(CCD)用于接收参考光，并直接记录其光场信息。
[0017]由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0018]1、将关联成像和光声转换有机结合，原理简单，容易实现；
[0019]2、不需要借助其他特殊的光学元件，装置稳定性好；
[0020]3、通过选择不同类型的生物组织及不同带宽的超声波换能器，可以调整成像分辨率；
[0021]4、信号放大器、滤波器以及数据采集卡均是可以依据需求可进行灵活选取的。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例提供的一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案的结构示意图；
[0023]图中，1：纳秒脉冲信号源；2：分束器；3：CCD相机；4：生物组织；5：超声换能器；6：信号放大器；7：数据采集卡；8：计算机。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术技术方案进一步描述。
[0025]参见附图1，本实施例提出一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案，包括信号源1、分束器2、CCD相机3、生物组织4、超声换能器5、信号放大器6、滤波器7、数据采集卡8、计算机9。
[0026]上述各部分的功能分别说明如下：
[0027]信号源1，用于输出纳秒脉冲光源；
[0028]分束器2，用于将光束均分为两束光，即参考光和信号光；
[0029]CCD相机3，用于接收从分束器分出的参考光，并记录光场分布；
[0030]生物组织4，用于吸收信号光的能量并产生光声信号；
[0031]超声换能器5，用于接收光声信号，并将光声信号转换为电信号；
[0032]信号放大器6，用于将mV量级的电信号放大至V量级；
[0033]滤波器7，将放大至V量级的信号进行带通滤波；
[0034]数据采集卡8，将滤波后的信号进行收集、处理；
[0035]计算机9，记录CCD相机与数据采集卡中的信息，并进行量子关联运算，重建出生物组织的图像。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案，其特征在于如下步骤：(1)由信号源输出纳秒脉冲光束，经过分束器将光束均分为参考光和信号光两束光；(2)信号光照射生物组织，由于光声效应，生物组织会产生微弱的光声信号，通过超声波换能器将光声信号收集，并将光声信号转换为电信号；(3)由信号放大器将mV量级的电信号放大至V量级，滤波器进行带通滤波，最后由信号采集卡将滤波后的信号进行记录、处理；(4)由计算机将CCD记录的参考光光场信息与来自数据采集卡的信息进行关联运算，最后重建出生物组织的图像。2.一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联成像方案，包括信号源、分束器、具有空间分辨能力的探测器(CCD相机)、超声换能器、信号放大器、滤波器、数据采集卡、计算机，其特征在于：由信号源输出纳秒脉冲光束，经准直后通过分束器将光束分为参考光和信号光。参考光被具有空间分辨能力的探测器直接收集；生物组织吸收信号光后产生光声信号，超声波换能器收集光声信号并将其转换为电信号，经由信号放大器、滤波器，最后通过数据采集卡将信息记录到计算机中。3.根据权利要求2所述的一种基于光声转换的对生物组织进行量子关联...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁小茜，傅喜泉，白艳锋，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：