基于鏤空陣列探頭的反射式光聲/熱聲雙模態組織成像*

謝實夢 黃林? 王雪 遲子惠 湯永輝 鄭鑄 蔣華北

1) (重慶郵電大學光電學院, 重慶 400065)

2) (電子科技大學電子科學與工程學院, 成都 611731)

3) (深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司, 醫學影像事業部, 深圳 518057)

4) (南佛羅里達大學醫學工程系, 佛羅里達, 坦帕, 美國 33620)

光聲和熱聲成像技術除激發源不同外, 可共用一套數據采集和處理系統, 具有天然的融合優勢.本文提出了一種基于鏤空陣列的反射式光聲/熱聲雙模態成像技術, 該技術利用光纖與天線, 通過鏤空陣列的開孔進行光聲/熱聲信號激發, 使得激發光、微波和接收超聲信號共軸, 構成明場光聲/熱聲雙模態成像模式.通過對探頭鏤空部分晶元相位和幅值的補償校準, 成功實現了3 mm直徑塑料管、人體手臂、手背和腳背的雙模態成像.實驗結果表明: 系統空間分辨率為0.33 mm, 雙模態成像技術可同時提供組織的光學和微波吸收分布, 有助于腫瘤、糖尿病足等疾病的精準檢測, 具有極廣泛的臨床應用前景.

1 引 言

光聲成像技術通過探測脈沖光激發產生的超聲信號以獲取組織的光學吸收分布, 不僅保留了光學成像的高對比度, 還兼具了超聲成像的高分辨率優勢.光聲成像技術利用人體內不同生色團, 比如:血紅蛋白、黑色素和水等具有的特殊吸收峰, 可以反映上述生色團的相對含量及其變化, 有助于多種疾病的檢測以及功能信息的獲取.目前光聲成像技術已廣泛應用在病理切片[1,2]、動物模型研究[3?5]、臨床前[6]和臨床……