一种具有高能量密度的光声探头的制作方法

本申请涉及医学成像设备，尤其是一种具有高能量密度的光声探头。

背景技术：

1、光声成像是近年来发展起来的一种非入侵式和非电离式的新型生物医学成像技术，其根据生物组织内不同部分的光吸收系数的差异以及组织的光声效应对组织进行成像。当激光照射到生物组织时，组织吸收激光后产生携带了生物组织的光吸收特征信息的光声信号，该光声信号由超声探头接收，能重建出生物组织中的光吸收分布图像。

2、目前，激光从光纤射出端射出时呈现一定的发射角，特别是，当光纤射出端距离待测生物组织越远时，激光的能量密度将越来越低。因此，有必要设计一种能够避免激光能量密度衰减的光声探头，有效提高激光的能量利用率，使得光声信号强度增大，从而获得高对比度的光声图像。

技术实现思路

1、本申请的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种能够避免激光能量密度衰减、使得光声信号强度增大、光声图像对比度提高的光声探头。

2、为实现以上技术目的，本申请提供了具有高能量密度的光声探头，其特征在于，包括：

3、超声探头，所述超声探头用于接收待测组织发出的光声信号；

4、光纤，所述光纤设置于超声探头的外侧，所述光纤用于传输并射出激光，所述光纤的射出端的端面为矩形；

5、透镜，所述透镜设置于光纤的射出端，并且所述透镜的主光轴与所述光纤的中心轴同轴，所述透镜将接收到的所述光纤射出的激光缩束后出射至待测组织；

6、其中，

7、所述透镜上靠近所述光纤的射出端的一面为透镜入射面，所述透镜入射面与所述光纤的射出端之间的距离d可调节，以调节所述光纤射出的激光的缩束程度。

8、在优选的实施方式中，所述距离d根据所述超声探头扫查获得的超声图像的对比度来调节。

9、在优选的实施方式中，所述距离d根据所述待测组织的深度a来调节，所述深度a由所述超声探头扫查获得。

10、在优选的实施方式中，所述距离d根据所述透镜的参数来调节。

11、在优选的实施方式中，所述透镜通过距离调节部与光纤相连接，所述距离调节部包括固定于光纤的固定件以及固定于透镜的滑动件，所述滑动件可相对于固定件滑动，从而带动所述透镜相对于透镜滑动，以调节所述距离d。

12、在优选的实施方式中，所述距离d使得光纤射出的激光经过透镜缩束后射出的激光为平行光。

13、在优选的实施方式中，所述距离d使得光纤射出的激光经过透镜缩束后射出的激光为会聚光。

14、在优选的实施方式中，所述光纤的中心轴与超声探头的中心轴之间的夹角θ可调节，使得所述光纤射出的激光能够出射至待测组织。

15、在优选的实施方式中，所述光纤通过角度调节部与所述超声探头转动连接且设有角度调节转轴，所述光纤相对于超声探头可绕所述角度调节转轴转动，以调节所述夹角θ。

16、在优选的实施方式中，所述夹角θ根据所述待测组织的深度a来调节，所述深度a由所述超声探头扫查获得；所述夹角θ、所述光纤的射出端的端面的中心点与超声探头的中心轴之间的垂直距离m、所述光纤的射出端的端面的中心点与超声探头的扫查端之间的垂直距离n以及所述深度a满足以下公示(1)：

17、。

18、在优选的实施方式中，所述角度调节转轴位于所述光纤的端面的中心轴上。

19、在优选的实施方式中，所述夹角θ为25-35°。

20、在优选的实施方式中，所述透镜为柱面凸透镜。

21、在优选的实施方式中，所述透镜为平凸柱状透镜。

22、在优选的实施方式中，所述透镜的入射面为矩形平面，所述透镜的入射面为凸面，所述透镜的入射面平行于所述光纤的射出端的端面，所述透镜的入射面的短边大于等于所述光纤的射出端的短边，所述透镜的入射面的长边大于等于所述光纤的射出端的长边。

23、在优选的实施方式中，所述光声探头包括n个所述光纤以及对应设置于n个所述光纤的射出端的n个透镜，并且每个所述透镜的主光轴与对应设置的所述光纤的中心轴同轴，n个所述透镜将接收到的n个所述光纤射出的激光缩束后出射并汇聚至待测组织。

24、在优选的实施方式中，所述光声探头包括：第一光纤、第二光纤以及设置于第一光纤的射出端的第一透镜、设置于第二光纤的射出端的第二透镜；

25、所述第一光纤和第二光纤相对于所述超声探头的中心轴对称，所述第一透镜的主光轴与第一光纤的中心轴同轴，所述第二透镜的主光轴与第二光纤的中心轴同轴；

26、所述第一透镜和第二透镜均为平凸柱状透镜，所述第一透镜将接收到的第一光纤射出的第一激光缩束后射出第一调整激光，所述第二透镜将接收到的第二光纤射出的第二激光缩束后射出第二调整激光，所述第一调整激光和第二调整激光汇聚于待测组织；

27、其中，所述第一透镜通过第一距离调节部与第一光纤相连接，以调节所述第一光纤的射出端与第一透镜的入射面之间距离，从而调节所述第一调整激光的缩束程度；所述第二透镜通过第二距离调节部与第二光纤相连接，以调节所述第二光纤的射出端与第二透镜的入射面之间距离，从而调节所述第二调整激光的缩束程度。

28、本申请的具有高能量密度的光声探头，通过设置透镜来调节光纤射出的激光的缩束程度，能够避免激光能量密度衰减，有效提高激光的能量利用率，使得光声信号强度增大，从而获得具有高对比度的光声图像。

技术特征：

1.一种具有高能量密度的光声探头，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光声探头，其特征在于，所述距离d根据所述超声探头扫查获得的超声图像的对比度和来调节。

3.根据权利要求2所述的光声探头，其特征在于，所述透镜通过距离调节部与光纤相连接，所述距离调节部包括固定于光纤的固定件以及固定于透镜的滑动件，所述滑动件可相对于固定件滑动，从而带动所述透镜相对于光纤滑动，以调节所述距离d。

4.根据权利要求1所述的光声探头，其特征在于，所述光纤的中心轴与超声探头的中心轴之间的夹角θ可调节，使得所述光纤射出的激光能够出射至待测组织。

5.根据权利要求4所述的光声探头，其特征在于，其中，所述光纤通过角度调节部与所述超声探头转动连接且设有角度调节转轴，所述光纤相对于超声探头可绕所述角度调节转轴转动，以调节所述夹角θ。

6.根据权利要求5所述的光声探头，其特征在于，所述夹角θ根据所述待测组织的深度a来调节，所述深度a由所述超声探头扫查获得；所述夹角θ、所述光纤的射出端的端面的中心点与超声探头的中心轴之间的垂直距离m、所述光纤的射出端的端面的中心点与超声探头的扫查端之间的垂直距离n以及所述深度a满足以下公式：

7.根据权利要求4所述的光声探头，其特征在于，所述夹角θ为25-35°。

8.根据权利要求1所述的光声探头，其特征在于，所述透镜为柱面凸透镜。

9.根据权利要求1-8任一项所述的光声探头，其特征在于，所述光声探头包括n个所述光纤以及对应设置于n个所述光纤的射出端的n个透镜，并且每个所述透镜的主光轴与对应设置的所述光纤的中心轴同轴，n个所述透镜将接收到的n个所述光纤射出的激光缩束后出射并汇聚至待测组织。

10.根据权利要求9所述的光声探头，其特征在于，所述光声探头包括：第一光纤、第二光纤以及设置于第一光纤的射出端的第一透镜、设置于第二光纤的射出端的第二透镜；

技术总结本申请公开了一种具有高能量密度的光声探头，包括超声探头，超声探头用于接收待测组织发出的声信号；光纤，光纤设置于超声探头的外侧，光纤用于传输并射出激光，光纤的射出端的端面为矩形；透镜，透镜设置于光纤的射出端，并且透镜的主光轴与所述光纤的中心轴同轴，透镜将接收到的光纤射出的激光缩束后出射至待测组织；其中，透镜上靠近所述光纤的射出端的一面为透镜入射面，透镜入射面与光纤的射出端之间的距离d可调节，以调节光纤射出的激光的缩束程度。本申请公开的光声探头可以将光纤射出的激光进行缩束，克服现有技术中激光能量密度衰减的问题，提高激光的能量利用率，使得光声信号强度增大，光声图像对比度提高。技术研发人员：请求不公布姓名受保护的技术使用者：无锡祥生医疗科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11