一种面向肿瘤乏氧在体定量研究的成像装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种面向肿瘤乏氧在体定量研究的成像装置和方法，本发明专利技术通过为多谱光声与光声寿命成像提供快速的光声激发光源，并激发形成用于光声成像的光声信号；构建磁场自由线和激励短脉冲波形，测量在待测肿瘤中磁纳米粒子的浓度分布，实现磁声成像；采集光声成像的光声信号和磁声成像的磁声信号，为快速三维重建提供原始数据；接收所述光声成像的光声信号和磁声成像的磁声信号进行光磁声学图像重建，及多谱光声影像的智能谱分离与定量分析。通过本发明专利技术，对肿瘤乏氧特征的全面精准描绘，解析肿瘤乏氧在生理病理上的异质性，为肿瘤乏氧的基础研究提供准确、可靠的成像工具。可靠的成像工具。可靠的成像工具。

【技术实现步骤摘要】
一种面向肿瘤乏氧在体定量研究的成像装置及方法


[0001]本专利技术涉及医学成像
，尤其涉及一种面向肿瘤乏氧在体定量研究的成像装置及方法。

技术介绍

[0002]现有研究面向肿瘤乏氧在体定量研究的成像设备，通常是光声和磁声两种成像模态，光声成像和磁声成像往往采用不同的成像设备进行，在实际研究过程中，需要切换设备进行成像工作，无法对肿瘤组织的氧合水平、分子应答以及血管结构与功能进行定量信息获取，对肿瘤乏氧特征的描绘不够全面精准，无法解析肿瘤乏氧在生理病理上的异质性，为肿瘤乏氧的基础研究提供准确、可靠的成像工具。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种面向肿瘤乏氧在体定量研究的成像装置及方法，旨在有机融合光声
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磁声两种成像模态，实现对肿瘤组织的氧合水平、分子应答以及血管结构与功能的定量信息获取，并通过融合配准乏氧相关的结构与功能影像，实现对肿瘤乏氧特征的全面精准描绘，解析肿瘤乏氧在生理病理上的异质性，为肿瘤乏氧的基础研究提供准确、可靠的成像工具。
[0004]为此，本专利技术的第一个目的是提出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向肿瘤乏氧在体定量研究的成像装置，其特征在于，包括：双光源宽谱激光激发模块，用于为多谱光声与光声寿命成像提供快速的光声激发光源，并激发形成用于光声成像的光声信号；区域磁场约束与射频磁声激励模块，用于构建磁场自由线和激励短脉冲波形，测量在待测肿瘤中磁纳米粒子的浓度分布，实现磁声成像；双中心频率半球形声学超声探测模块，用于采集光声成像的光声信号和磁声成像的磁声信号，为快速三维重建提供原始数据；成像模块，用于接收所述光声成像的光声信号和磁声成像的磁声信号进行光磁声学图像重建，及多谱光声影像的智能谱分离与定量分析。2.根据权利要求1所述的面向肿瘤乏氧在体定量研究的成像装置，其特征在于，所述双光源宽谱激光激发模块包括：光参量振荡器、多模光纤、反射式准直仪和工程散射片；其中，激发光源通过光参量振荡器产生可快速调频的脉冲光；脉冲光通过多模光纤、反射式准直仪和工程散射片在样本成像区域形成光强分布均匀的光声激发区域，从而实现光声信号在成像区域的均匀激发，通过对激发光的频率调制和时序控制实现对肿瘤乏氧相关分子可视化。3.根据权利要求1所述的面向肿瘤乏氧在体定量研究的成像装置，其特征在于，所述区域磁场约束与射频磁声激励模块包括：设计单元、数据采集单元、功率放大单元、低通滤波单元和单边磁声激励单元；其中，所述设计单元用于设计所述磁场自由线和激励短脉冲波形；所述数据采集单元用于产生所需的激励短脉冲波形；所述功率放大单元用于产生交流电流；所述低通滤波单元用于过滤高频激励造成的干扰；所述单边磁声激励单元包括两对单边线圈；其中一对单边线圈为单边选择线圈，用于产生大小和位置可控的磁场自由线，在肿瘤区域形成零磁区；单边选择线圈在线圈平面正交方向产生磁场自由线，磁场自由线与线圈表面的距离变化通过改变激励线圈的偏移电流大小来实现；磁场自由线在肿瘤中的侧向移动通过改变2个选择线圈的电流差来实现；另一对单边线圈为单边激励线圈，用于产生低噪声的交流磁场，激励肿瘤区域的磁纳米粒子。4.根据权利要求3所述的面向肿瘤乏氧在体定量研究的成像装置，其特征在于，所述单边选择线圈由8层线圈单元并联组成，所述单边激励线圈由6层线圈单元并联组成；每个线圈单元采用1毫米横截面的矩形铜线形成26个绕组；单边选择线圈电阻为124mΩ、电感为396μH；单边激励线圈的电阻为119mΩ、电感为377μH；线圈单元表面的最大磁场为0.62mT/A。5.根据权利要求1所述的面向肿瘤乏氧在体定量研究的成像装置，其特征在于，所述双中心频率半球形声学超声探测模块包括：2n个高密度半球形排列于一半球形装置的压电超声探测器阵列、n个前置放大器、n个并行通道的数据采集卡及机械固定单元；其中，光声和磁声信号在位于球心附近的视场中被激发，激发信号以超纯水或D2O为介质传播到所述半球形装置内表面的压电超声探测器阵列，被安装在实时半球形装置内表面上高
密度排列的压电超声探测器阵列检测；所述超声探测器阵列被分为两组，其中一组的n个压电超声探测器中心接收频率为5MHz，用于接收低频磁声信号，另一组的n个压电超声探测器中心接收频率为10MHz，用于接收光声信号；两组压电超声探测器均匀且交错的分布在所述半球形装置，实现光声与磁声信号的在半球体内表面的高密度采集；两组n个电超声探测器阵列中的其中一个分别连接n个前置放大器中的一个；n个前置放大器中的每一个分别连接n个并行通道的数据采集卡中的一个；在选定光声或磁声成像模态后，其对应的n个电超声探测器信号通过高增益的前置信号放大器对测得信号进行一对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张水兴，熊志远，方进，张璐，金哲，张斌，何子聪，
申请(专利权)人：暨南大学附属第一医院广州华侨医院，
类型：发明
国别省市：