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申请/专利权人：北京大学

摘要：本发明公开了一种外周血管三维光声成像方法和及其成像系统。本发明在水槽的底部设置透明软膜，放置在待成像部位的表面，与表面完全贴合；水槽的顶部设置负压阀门，通过负压控制装置将水槽内部的气压减小，减少受试者待成像部位的血管因外界压迫而产生的形变，并且不需要将受试者浸泡在导声液体中；导光照射装置的出光端跟随超声探测器同步移动，形成动态照明区域；重建过程中只采用重建照明角度内的光声信号数据进行光声信号的反投影；本发明具有动态照明增强扫描区域光强的整体均匀性的优点；动态照明增强均匀性且扩大成像面积，解决传统方式扫描过程中固定光纤照射面积受限问题；设备操作简便，适应性强，复杂性和成本较低。

主权项：1.一种外周血管三维光声成像系统，其特征在于，所述外周血管三维光声成像系统包括：脉冲激光光源、耦合装置、导光照射装置、水槽、导声液体、实验床、负压控制装置、超声探测器、机械扫描装置、数据采集系统和计算机；其中，水槽的内部具有密闭空间，水槽的侧壁为硬质材料具有支撑性，水槽的底部为与侧壁的底部边缘密封连接的透明软膜，能透光并具有形变能力和透超声能力，水槽的顶部设置负压阀门，负压阀门连接至位于水槽外的负压控制装置，水槽的侧壁上设置有光学窗口，水槽内盛放导声液体；导光照射装置、超声探测器和机械扫描装置都设置在水槽内，超声探测器的探测端位于导声液体的液面以下；导光照射装置的出光端与超声探测器通过转接固定件机械连接为一个整体；机械扫描装置的顶端与连接为一个整体的一分多多模光纤的出光端和超声探测器相固定，机械扫描装置的固定端固定安装在水槽的内侧壁上，机械扫描装置通过数据线密封穿过水槽的侧壁连接至位于水槽外的计算机；超声探测器通过数据线密封穿过水槽的侧壁连接至位于水槽外的数据采集系统，数据采集系统连接至计算机；脉冲激光光源的信号引出端连接至数据采集系统的信号被动触发端；受试者位于实验床上；受试者的待成像部位涂上水或医用超声耦合剂；水槽的底部放置在受试者的待成像部位的表面，水槽底部的透明软膜与受试者的表面完全贴合；通过负压控制装置将水槽内部的气压减小，小于外部的标准大气压，形成负压，抵消或部分抵消由水槽内导声液体所受重力产生的对受试者的待成像部位表面的压力，减少受试者待成像部位的血管因外界压迫而产生的形变，并且不需要将受试者的待成像部位浸泡在导声液体中，保持受试者在成像过程中的舒适度和卫生性；脉冲激光光源产生脉冲激光，通过耦合装置，将激光耦合入导光照射装置的入光端，导光照射装置通过水槽侧壁的光学窗口将激光均匀照射到受试者的待成像部位的表面，激发产生超声信号，超声信号经过透明软膜和导声液体由超声探测器接收，将超声信号转换成电信号传输至数据采集系统；脉冲激光光源每发射一次激光脉冲，同时发出一个触发信号至数据采集系统，触发数据采集系统同步采集光声信号数据；数据采集系统将电信号转换成数字信号传输至计算机，由计算机进行存储，实现光声信号采集；计算机通过机械扫描装置控制导光照射装置的出光端跟随超声探测器同步移动，形成一个跟随超声探测器移动的照明区域，即动态照明区域；动态照明区域覆盖与当前超声探测器的法线的夹角不小于重建照明角度θ的待成像区域表面；对于待成像部位的一个区域完成光声信号采集后，机械扫描装置带动导光照射装置的出光端和超声探测器整体运动至下一个区域，直至完成所有待成像部位的光声信号采集；计算机对整个扫描过程中存储的光声信号数据整合后进行重建，重建过程中只采用重建照明角度θ内的光声信号数据进行光声信号的反投影，即对当前超声探测器的探测灵敏度最佳的接受角度范围内的光声点源进行重建，实现高质量的光声三维外周血管成像，同时通过机械扫描装置控制扫描距离以及扫描速度，满足不同成像需求。

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