手持式全视角内窥光声/超声探头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无损测量检测技术领域，特别涉及一种手持式全视角内窥光声/超声探头。
【背景技术】
[0002]光声成像作为一种新兴的无损成像方法，在生物医学中得到了越来越广泛的应用。在光声成像中，生物样品接受脉冲激光的照射后，由于激光吸收可产生瞬间的局域热膨胀产生超声，超声传感器根据所探测到超声的大小和时间，就可判断样品内吸收体的光吸收系数大小及位置分布，从而进行相关医学诊断。
[0003]近几年，一系列光声内窥成像探头被应用到在体实验中，如血管内窥、泌尿生殖系统、直肠内窥成像等，且探头尺寸大小及成像分辨率不断突破。在这些光声内窥成像探头中，常用的设计方案是利用中空的聚焦超声换能器，以及45度倾斜的光声/超声反射镜来实现激光激发与超声探测路径的统一。当光声/超声反射镜处于一个固定角度时，便可以采集到沿探头径向的样品内壁深度方向的光声/超声，即完成一个A扫描，然后旋转光声/超声反射镜来完成不同角度的径向扫描即B扫描。在环向扫描过程中，为了避免光纤的转动，以及复杂的导电滑环的引入及其可能带来的超声传感器噪声，常常采用超声传感器以及光路保持静止的方式。
[0004]然而在现有的此类光声/超声内窥探头中，旋转电机通常固定在探头顶端，这样既增加了探头前端无效刚性部分的长度，又限制了探头中超声传感器、光学组件及光声/超声反射镜沿探头纵向的移动，使其不能在探头外壳不动的情况下完成对生物腔体内的纵向扫描及三维扫描。此外，将旋转电机固定在探头顶端，还使得旋转电机的控制电路不可避免的遮挡部分扫描视野，使得其不能进行完整的360度环形扫描，对其在生物医学中的诊断应用造成了严重的影响。
【发明内容】
[0005]鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种手持式全视角内窥光声/超声探头。
[0006]依据本发明的一个方面，提供了一种手持式全视角内窥光声/超声探头，所述探头包括:导管和手持外壳，所述导管由透明硬质导管外壳、超声传感器、光声/超声反射镜、光学组件和旋转组件组成，所述手持外壳内设有旋转电机，所述透明硬质导管外壳固定于所述手持外壳上；
[0007]所述超声传感器、光声/超声反射镜、光学组件和旋转组件均位于所述透明硬质导管外壳内；
[0008]所述光声/超声反射镜设于所述透明硬质导管外壳的顶部，所述光学组件的第一端穿过所述超声传感器，所述超声传感器及所述光学组件的第一端与所述光声/超声反射镜对应设置；
[0009]所述旋转电机通过所述旋转组件带动所述光声/超声反射镜旋转，从而使得所述光声/超声反射镜对待探测对象内壁实现全视角扫描。
[0010]可选地，所述旋转组件为第一中空管和第二中空管，所述第二中空管部分套设于所述第一中空管内，所述第一中空管和第二中空管之间通过轴承相连，所述光声/超声反射镜设于所述第一中空管内，且所述第一中空管上与所述光声/超声反射镜相对处开设有窗口，所述超声传感器固定于所述第二中空管上。
[0011]可选地，所述旋转电机为中空设置，所述第一中空管与所述旋转电机连接固定，所述旋转电机通过所述第一中空管带动所述光声/超声反射镜旋转。
[0012]可选地，所述旋转电机为非中空设置，所述旋转电机采用机械传动机构通过所述第一中空管带动所述声/超声反射镜旋转。
[0013]可选地，所述探头还包括:设于所述手持外壳内的纵向扫描电机，所述第二中空管和所述旋转电机固定于所述纵向扫描电机的移动单元上。
[0014]可选地，所述手持外壳内还容纳有各部件的连接线及光学组件的第二端。
[0015]可选地，所述光学组件为单模光纤或多模光纤；
[0016]或，
[0017]所述光纤组件包括光纤和透镜。
[0018]可选地，所述超声传感器为聚焦的单个传感器或环形聚焦传感器。
[0019 ]可选地，所述光声/超声反射镜为平面镜或曲面镜。
[0020]可选地，所述超声传感器为PVDF超声传感器、压电陶瓷超声传感器、复合压电传感器或光探测式超声传感器。
[0021]本发明针对现有技术的不足，将旋转电机设于所述手持外壳，避免了当旋转电机设于所述透明硬质导管外壳顶部带来的视野遮挡，从而不能进行完整360度全视角扫描的缺点。
【附图说明】
[0022]图1是本发明一种实施方式的手持式全视角内窥光声/超声探头的结构示意图；
[0023]图2是仿体实验所用样品不意图；
[0024]图3a是图2所示的样品中金属丝的光声信号图；
[0025]图3b是图2所示的样品中金属丝的超声信号图；
[0026]图4a是通过图1所示的探头对图2所示的样品进行光声成像结果图；
[0027]图4b是通过图1所示的探头对图2所示的样品进行超声成像结果图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0029]图1是本发明一种实施方式的手持式全视角内窥光声/超声探头的结构示意图；参照图1，所述探头包括:导管I和手持外壳10，所述导管I由透明硬质导管外壳2、超声传感器
7、光声/超声反射镜4、光学组件6和旋转组件组成，所述手持外壳10内设有旋转电机11，所述透明硬质导管外壳2固定于所述手持外壳10上；
[0030]所述超声传感器7、光声/超声反射镜4、光学组件6和旋转组件均位于所述透明硬质导管外壳2内；
[0031]所述光声/超声反射镜4设于所述透明硬质导管外壳2的顶部，所述光学组件6的第一端穿过所述超声传感器7，所述超声传感器7及所述光学组件6的第一端与所述光声/超声反射镜4对应设置；
[0032]所述旋转电机11通过所述旋转组件带动所述光声/超声反射镜4旋转，从而使得所述光声/超声反射镜4对待探测对象内壁实现全视角扫描。
[0033]需要说明的是，所述超声传感器5的声透镜4与所述光声/超声反射镜3对应设置。
[0034]可理解的是，为便于实现扫描，所述光声/超声反射镜3为倾斜45度的光声/超声反射镜。
[0035]在具体实现中，所述光学组件11可为单模光纤，也可为多模光纤，从而实现大功率的入射光传输，并满足多种波长激光传输的条件，又或是光纤和透镜，还可为光纤和透镜组，本实施方式对此不加以限制。
[0036]本实施方式针对现有技术的不足，将旋转电机设于所述手持外壳，避免了当旋转电机设于所述透明硬质导管外壳顶部带来的视野遮挡，从而不能进行完整360度全视角扫描的缺点。
[0037]为便于实现所述旋转组件，本实施方式中，所述旋转组件为第一中空管3和第二中空管9，所述第二中空管9部分套设于所述第一中空管3内，所述第一中空管3和第二中空管9之间通过轴承8相连，所述光声/超声反射镜4设于所述第一中空管3内，且所述第一中空管3上与所述光声/超声反射镜4相对处开设有窗口 5，所述超声传感器7固定于所述第二中空管9上，由于所述旋转组件采用双层同心管状结构，第一中空管3和第二中空管9之间采用轴承8相连，保持了两个中空管之间的同轴，并保证了相对旋转的顺畅，使得探头内的机械和光路的设计更加简洁，并提高了探头的稳定性。
[0038]需要说明的是，所述窗口15的开设能够实现光声/超声扫描。
[0039]为便于带动所述光声/超声反射镜3旋转，本实施方式中，所述旋转电机11为中空设置，所述第一中空管3与所述旋转电机11连接固定，所述旋转电机11通过所述第一中空管3带动所述光声/超声反射镜4旋转，当然，所述旋转电机还可为非中空设置，所述旋转电机采用齿轮或皮带等机械传动机构通过所述第一中空管带动所述声/超声反射镜旋转。
[0040]为便于实现纵向扫描，所述探头还包括:设于所述手持外壳10内的纵向扫描电机13，所述第二中空管9和所述旋转电机11固