高速扫描光声影像输入装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高速扫描光声影像输入装置及其方法，使得光声显微镜高速扫描的同时，接收超声波信号的输入并转换为三维影像，从而可高速生成关于检测对象体的高分辨率三维影像。本发明专利技术的高速扫描光声影像输入装置，包括：光声收发部，通过激光产生部朝向检测对象体输出激光脉冲输出，接收从检测对象体发出的超声波影像信号；模拟数字转换部，接收超声波影像信号的输入，并转换为数字影像信号；主控制部，接收数字影像信号的输入，生成关于检测对象体的超声波扫描三维影像信息；触发控制部，接收光声探头的运动信息的输入，生成与运动信息相对应的扫描触发，主控制部按扫描线单位依次合成与超声波影像信号相对应的影像，生成关于检测对象体的影像。测对象体的影像。测对象体的影像。

【技术实现步骤摘要】
高速扫描光声影像输入装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种高速扫描光声影像输入装置及其控制方法，更加详细地涉及一种高速扫描光声影像输入装置及其控制方法，高速扫描光声影像输入装置可高速移动光声探头的同时，生成针对检测对象体(被检体)的二维或三维影像。

技术介绍

[0002]如果向某个对象体照射具有很大能量的光，则吸收光能量的对象体进行热弹性膨胀。此时，因弹性膨胀产生压力波，产生的压力波具有超声波的形态。这种现象被称为“光声效应”，因这种膨胀产生的超声波信号称为光声信号。
[0003]利用光声效应获取对象体，尤其是对象体内部的状态信息，并将其生成为影像信息的技术最近受到关注，特别是在医学领域，对此进行了很多研究。在医学领域治疗疾病的过程中有需要可视化地确认生物体内部的状态信息的情况。目前通过生物体内部的影像信息的生成方式而被广泛利用的工具有众所周知的X
‑
ray、CT、MRI等。但是，报告称，这些方式伴随着如下许多问题：设备昂贵，或所生成的影像的分辨率非常低，或视野狭窄，或体现影像所需的时间较长，或由于持续使用反而有害于身体等。由此，利用光声效应生成生物体内部状态的影像信息(光声影像)的方案作为这些方式的替代方案备受关注。
[0004]但是，为了在医学治疗过程中有效利用将生物体内部的状态信息生成为影像信息的技术，可进行高速扫描，减少影像体现所需的时间，有必要实时获取生物体内部的状态信息。此外，为此需要通过充分确保高信噪比(SNR)及观测视野(FOV，Field of View)等生成高分辨率的影像。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高速扫描光声影像输入装置及其方法，使得光声显微镜进行高速扫描的同时，接收超声波信号的输入，从而转换为二维或者三维影像，因此可高速生成针对检测对象体的高分辨率的二维或者三维影像。
[0006]根据本专利技术的一个实施例的高速扫描光声影像输入装置，将驱动马达的单向旋转运动转换为与驱动马达相连接的光声探头的直线往复运动，并借助光声探头的直线运动和与直线运动垂直的垂直方向运动对检测对象体进行二维扫描从而生成关于检测对象体(被检体)的三维影像，包括：光声收发部10、20，其通过激光产生部10朝向检测对象体输出激光脉冲输出，由此接收从检测对象体发出的超声波影像信号；模拟数字转换部30，其接收超声波影像信号的输入，并转换为数字影像信号；主控制部40，其接收数字影像信号的输入，生成关于检测对象体的超声波扫描三维影像信息；触发控制部50，其接收光声探头的运动信息(编码器脉冲信号)的输入，生成与运动信息相对应的扫描触发，接收激光脉冲输出信息(激光感知信号)的输入，生成与激光脉冲输出相对应的激光触发，生成与激光触发相对应的输出触发信号，并输出至模拟数字转换部30，主控制部40可按扫描线单位依次合成与超声波影像信号相对应的影像，从而生成关于检测对象体的影像，其中，超声波影像信号与输
出触发信号相对应。
[0007]模拟数字转换部30可将从光声收发部10、20的超声波接收器20输入的超声波影像信号中与输出触发相对应的超声波影像信号(A扫描信号)转换为数字影像信号，并传送至主控制部40。
[0008]主控制部40可按扫描线单位依次对所输入的数字影像信号进行合成并生成线影像(B扫描信号)，对各个扫描线的线影像进行合成并生成三维影像(C扫描信号)。
[0009]每个偶数线影像按逆序合成，从而生成线影像，并和奇数影像合成，可生成三维影像(C扫描信号)。
[0010]驱动马达的单向旋转运动可借助滑块曲柄机构转换为光声探头的直线并进运动，一对光声探头可沿与轨道延长的方向相同的方向以相互隔开的形式设置于滑块，一对光声探头可以以滑块为基准按相同的距离以隔开曲柄轴旋转半径的两倍的形式设置。
[0011]驱动马达的单向旋转运动可借助滑块曲柄机构转换为光声探头的直线并进运动，一对光声探头可沿与轨道延长的方向相同的方向以相互隔开的形式设置于滑块，一对光声探头可以以滑块为基准按相同的距离以隔开比曲柄轴旋转半径的两倍更小的距离的形式设置。
[0012]高速扫描光声影像输入装置可包括：激光产生部10，其生成激光束；分束器，其使得激光束分支成第一激光束和第四激光束；光检器PD，其通过感知第四激光束而生成激光感知信号(脉冲信号)；结合部，其使得第一激光束反射并照射到检测对象体，并使得在检测对象体产生的超声波信号通过；以及超声波接收部20，其接收通过结合部的超声波影像信号。
[0013]高速扫描光声影像输入装置可包括：激光产生部10，其生成激光束；第一分束器VBS1，其使得激光束分支成第一激光束和第二激光束；第二分束器VBS2，其使得第二激光束分支成第三激光束和第四激光束；光检器PD，其通过感知第四激光束而生成激光感知信号(脉冲信号)；第一结合部OAC1，其使得第一激光束反射并照射到检测对象体的一部分，使得在检测对象体产生的超声波信号通过；第二结合部OAC2，其使得第三激光束反射并照射到与检测对象体的一部分隔开一定间隔的另外一部分，使得在检测对象体产生的超声波信号通过；以及超声波接收部20，其接收通过结合部OAC1、OAC2的超声波影像信号。
[0014]结合部包括与两个棱镜相结合的结合面，结合面用铝材料涂覆，可使得照射的激光束反射，并使得超声波信号通过。
[0015]主控制部的影像生成部可计算与输出触发信号相对应的光声探头的位置，以与各个输出触发信号相对应的形式存储所计算的位置的超声波影像信号。
[0016]光声探头的运动信息是对驱动马达的旋转运动进行检测的旋转编码器的旋转运动信息，旋转编码器可以是输出A相信号、B相信号、Z相信号的增量式旋转编码器。
[0017]可根据旋转位置信息生成扫描触发，其中，旋转位置信息由对驱动马达的旋转运动进行检测的增量式旋转编码器的A相信号决定，并可以对生成各个输出触发信号时的光声探头的直线运动位置进行计算，以与各个输出触发信号相对应的形式存储所计算的直线运动位置的超声波影像信号。
[0018]可根据探头的直线运动位置生成扫描触发，其中，探头的直线运动位置通过由对光声探头的直线运动进行检测的线性编码器生成的线性编码器脉冲信号进行计算，并以与
各个输出触发信号相对应的形式存储各个探头的直线运动位置的超声波信号。
[0019]光声探头的运动信息可以包括对驱动马达的旋转运动进行检测的旋转编码器的旋转运动信息和对光声探头的直线运动进行检测的线性编码器的直线运动信息，旋转编码器是分别以脉冲形态输出A相信号、B相信号、Z相信号的增量式旋转编码器，线性编码器根据探头的直线运动轨迹上的位置按照脉冲形态的一定间隔输出线性脉冲信号。
[0020]开始进行驱动马达的单向旋转运动，在产生旋转编码器的Z相信号后输入了预先设定的脉冲数Z1的A相信号后，触发控制部生成第一触发事件，如果生成第一触发事件，则可以将线性编码器的脉冲信号作为同步信号，至预先设定的光声探头的位置为止以脉冲形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速扫描光声影像输入装置，其将驱动马达的单向旋转运动转换为与驱动马达相连接的光声探头的直线往复运动，并借助光声探头的直线运动和与直线运动垂直的垂直方向运动对检测对象体进行二维扫描从而生成关于检测对象体(被检体)的三维影像，其特征在于，包括：光声收发部(10、20)，其通过激光产生部(10)朝向检测对象体输出激光脉冲输出，由此接收从检测对象体发出的超声波影像信号；模拟数字转换部(30)，其接收超声波影像信号的输入，并转换为数字影像信号；主控制部(40)，其接收数字影像信号的输入，生成关于检测对象体的超声波影像信息；触发控制部(50)，其接收光声探头的运动信息的输入，生成与运动信息相对应的扫描触发，接收激光脉冲输出信息的输入，生成与激光脉冲输出相对应的激光触发，生成与激光触发相对应的输出触发信号，并输出至模拟数字转换部(30)，主控制部(40)按扫描线单位依次合成与超声波影像信号相对应的影像，从而生成关于检测对象体的影像，其中，超声波影像信号与输出触发信号相对应。2.根据权利要求1所述的高速扫描光声影像输入装置，其特征在于，模拟数字转换部(30)将从光声收发部(10、20)的超声波接收器(20)输入的超声波影像信号中与输出触发相对应的超声波影像信号转换为数字影像信号，并传送至主控制部(40)。3.根据权利要求1所述的高速扫描光声影像输入装置，其特征在于，主控制部(40)可按扫描线单位依次对所输入的数字影像信号进行合成并生成线影像，对各个扫描线的线影像进行合成并生成三维影像。4.根据权利要求3所述的高速扫描光声影像输入装置，其特征在于，每个偶数线影像按逆序合成，从而生成线影像，并和奇数影像合成，生成三维影像。5.根据权利要求1所述的高速扫描光声影像输入装置，其特征在于，驱动马达的单向旋转运动借助滑块曲柄机构转换为光声探头的直线并进运动，一对光声探头沿与轨道延长的方向相同的方向以相互隔开的形式设置于滑块，一对光声探头以滑块为基准按相同的距离以隔开曲柄轴旋转半径的两倍的形式设置。6.根据权利要求1所述的高速扫描光声影像输入装置，其特征在于，驱动马达的单向旋转运动借助滑块曲柄机构转换为光声探头的直线并进运动，一对光声探头沿与轨道延长的方向相同的方向以相互隔开的形式设置于滑块，一对光声探头以滑块为基准按相同的距离以隔开比曲柄轴旋转半径的两倍更小的距离的形式设置。7.根据权利要求1所述的高速扫描光声影像输入装置，其特征在于，包括：激光产生部(10)，其生成激光束；分束器，其使得激光束分支成第一激光束和第四激光束；光检器(PD)，其通过感知第四激光束而生成激光感知信号；结合部，其使得第一激光束反射并照射到检测对象体，使得在检测对象体产生的超声波信号通过；以及超声波接收部(20)，其接收通过结合部的超声波影像信号。8.根据权利要求1所述的高速扫描光声影像输入装置，其特征在于，包括：
激光产生部(10)，其生成激光束；第一分束器(VBS1)，其使得激光束分支成第一激光束和第二激光束；第二分束器(VBS2)，其使得第二激光束分支成第三激光束和第四激光束；光检器(PD)，其通过感知第四激光束而生成激光感知信号；第一结合部(OAC1)，其使得第一激光束反射并照射到检测对象体的一部分，使得在检测对象体产生的超声波信号通过；第二结合部(OAC2)，其使...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴正焕，
申请(专利权)人：釜庆大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：