基于镂空阵列探头的反射式光声/热声双模态组织成像*

谢实梦 黄林† 王雪 迟子惠 汤永辉 郑铸 蒋华北

1) (重庆邮电大学光电学院, 重庆 400065)

2) (电子科技大学电子科学与工程学院, 成都 611731)

3) (深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司, 医学影像事业部, 深圳 518057)

4) (南佛罗里达大学医学工程系, 佛罗里达, 坦帕, 美国 33620)

光声和热声成像技术除激发源不同外, 可共用一套数据采集和处理系统, 具有天然的融合优势.本文提出了一种基于镂空阵列的反射式光声/热声双模态成像技术, 该技术利用光纤与天线, 通过镂空阵列的开孔进行光声/热声信号激发, 使得激发光、微波和接收超声信号共轴, 构成明场光声/热声双模态成像模式.通过对探头镂空部分晶元相位和幅值的补偿校准, 成功实现了3 mm直径塑料管、人体手臂、手背和脚背的双模态成像.实验结果表明: 系统空间分辨率为0.33 mm, 双模态成像技术可同时提供组织的光学和微波吸收分布, 有助于肿瘤、糖尿病足等疾病的精准检测, 具有极广泛的临床应用前景.

1 引 言

光声成像技术通过探测脉冲光激发产生的超声信号以获取组织的光学吸收分布, 不仅保留了光学成像的高对比度, 还兼具了超声成像的高分辨率优势.光声成像技术利用人体内不同生色团, 比如:血红蛋白、黑色素和水等具有的特殊吸收峰, 可以反映上述生色团的相对含量及其变化, 有助于多种疾病的检测以及功能信息的获取.目前光声成像技术已广泛应用在病理切片[1,2]、动物模型研究[3−5]、临床前[6]和临床……