一种新型的光声乳腺成像仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型的光声乳腺成像仪。本发明包括激光器、光纤束、检测槽、环形阵列探测器、数据采集卡、处理器；所述处理器与激光器、数据采集卡相连；所述激光器与光线束相连；所述数据采集卡与环形阵列探测器相连；所述检测槽下方还设有用于控制检测槽旋转或/和升降的动力机构，所述动力机构还与处理器相连；所述检测槽顶部开口，所述光纤束和环形阵列探测器分别设置于检测槽开口处的内壁。本发明具有高分辨率，高对比度、精准实时的三维立体成像功能，其病灶定点精确度在±0.5㎜以下，可以对微小病灶进行定位，进而提高手术部位的准确性。
【专利说明】
一种新型的光声乳腺成像仪
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种新型的光声乳腺成像仪。
【背景技术】
[0002]目前，用于乳腺疾病检查的方法主要是各种成像法，如:钼靶X光成像、核磁共振成像、超声成像、红外成像。然而，这些传统的成像技术都存在着一定的局限性。采用最多的是红外成像技术，但是红外成像技术分辨率较低，病变组织的形状模糊，难以判断具体形状和位置，导致临床误诊率和漏诊率较高。
【发明内容】
[0003]为了改善上述问题，本发明的目的在于提供一种新型的光声乳腺成像仪。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种新型的光声乳腺成像仪，包括激光器、光纤束、检测槽、环形阵列探测器、数据采集卡、处理器；
所述处理器与激光器、数据采集卡相连；
所述激光器与光线束相连;所述数据采集卡与环形阵列探测器相连；
所述检测槽下方还设有用于控制检测槽旋转或/和升降的动力机构，所述动力机构还与处理器相连；
所述检测槽顶部开口，所述光纤束和环形阵列探测器分别设置于检测槽开口处的内壁。
[0005]进一步地，本发明还包括恒温水箱，所述恒温水箱通过输水管和回水管与检测槽构成水循环系统;所述输水管上设有循环水栗;所述恒温水箱内设有温度传感器;所述处理器与循环水栗、温度传感器相连;所述恒温水箱内还设有与处理器相连的加热装置。
[0006]再进一步地，所述动力机构包括设置于检测槽下方的旋转电机，以及设置于旋转电机下方的升降电机。
[0007]更进一步地，所述检测槽包括槽体，以及设置于槽体外壁的接检测槽;所述接检测槽呈环状围绕于槽体外壁，所述回水管与接检测槽连通;所述回水管上设有与处理器相连的霍尔流量计;所述光线束和环形阵列探测器设置于槽体的内壁。
[0008]另外，本发明还包括与环形阵列探测器相连的放大器;所述放大器还与数据采集卡相连。
[0009]此外，本发明还包括用于拍摄人体乳腺位置的相机，该相机还与处理器相连。
[0010]进一步地，所述恒温水箱与检测槽之间还通过导水管连通，该导水管上还连接有排水管;所述排水管通过电磁阀与导水管连通;所述恒温水箱上还设有与其连通且带有电磁阀的进水管;所述处理器与电磁阀相连，用于控制电磁阀的开/闭；所述排水管上设有流量开关;所述处理器与流量开关相连，用于接收流量开关的检测信号。
[0011 ] 再进一步地，所述恒温水箱内还设有水位传感器;所述处理器与水位传感器相连，用于接收水位传感器的检测信号;所述水位传感器为两个，其中一个水位传感器位于恒温水箱下部，另一个水位传感器位于恒温水箱上部。
[0012]更进一步地，本发明还包括与循环水栗和电磁阀相连的继电器;所述继电器与处理器相连。
[0013]另外，本发明还包括用于控制动力机构的控制器，以及用于控制激光器的激光控制器，所述控制器与处理器和激光控制器分别相连。
[0014]作为一种选择，本发明的处理器可选用电脑。
[0015]本发明的原理:将电能转换为光能，光能入射到组织后再转换为声能，产生的声波信号同样由环形阵列探测器来进行探测，后将信号经数据采集卡采集，最后传输至处理器中进行数据处理，得到目标图像。
[0016]本发明能将电能转换为两种波长的光能，而组织中不同的功能组份对不同波长的光能吸收也不同，因此在转换为声能之后，声波中就包含了丰富的组织结构信息和功能信息。
[0017]本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
(I)本发明具有高分辨率，高对比度、精准实时的三维立体成像功能，其病灶定点精确度在±0.5mm以下，可以对微小病灶进行定位，进而提高手术部位的准确性。
[0018](2)本发明的成像仪检查方法简单，直观快速;而且是无创式、无注射的形式，乳房也不会受到压迫。
[0019](3)本发明的成像仪也不会使乳房受到X射线的辐射损伤。
【附图说明】
[0020]图1为本发明中检测槽与恒温水箱构成的水循环系统的结构示意图。
[0021]图2为本发明的侧视图。
[0022]图3为本发明的俯视图。
[0023]其中，附图中标记对应的零部件名称为:1_支撑框架，2-隔板，3-检测槽，4-旋转电机，5-升降电机，6-恒温水箱，7-控制器，8-激光控制器，9-放大器，10-电源，11-处理器，12-数据采集卡，13-激光器，14-减震装置，15-相机，16-光纤束，17-环形阵列探测器，18-显示屏，19-回水管，20-输水管，21-导水管，22-循环水栗，23-霍尔流量计，24-电磁阀，25-温度传感器，26-水位传感器，27-接水槽，28-排水管，29-流量开关，30-进水管，31-通风风扇，32-散热风扇。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
[0025]如图1所示，一种新型的光声乳腺成像仪，包括激光器、光纤束、检测槽、环形阵列探测器、数据采集卡、处理器；
所述处理器与激光器、数据采集卡相连； 所述激光器与光线束相连;所述数据采集卡与环形阵列探测器相连；
所述检测槽下方还设有用于控制检测槽旋转或/和升降的动力机构，所述动力机构还与处理器相连；
所述检测槽顶部开口，所述光纤束和环形阵列探测器分别设置于检测槽开口处的内壁。
[0026]其中，激光器用于产生不用波长的脉冲激光，并与人体组织相互作用产生超声波信号。光线束用于将激光器产生空间激光耦合到其中并引导到乳腺组织附近对组织进行照射。检测槽能够使乳腺乳腺始终浸在水介质中，方便进行检测。动力机构用于带动水循环系统中检测槽进行上下和旋转扫描，实现对乳腺组织不同断层的成像。环形阵列探测器用于探测乳腺断层组织中的光声信号，并将其转换为电信号。数据采集卡将采集到的离散信号用于重建成像。以上设备均为现有设备，可以直接从市面进行购买。
[0027]采用本发明进行乳腺成像具体操作时，首先向检测槽内加入热水，然后将乳房浸入热水中，接着激光器发出激光通过光线束对乳房进行照射，环形阵列探测器探测乳腺断层组织中的光声信号，并传输至数据采集卡，通过数据采集卡传输到处理器中，处理器经过处理即得目标图像。根据实际情况，通过控制动力机构对检测槽方位进行控制，能够对乳房不同方位进行检测。
[0028]具体地，如图1所示，本发明还包括恒温水箱，所述恒温水箱通过输水管和回水管与检测槽构成水循环系统;所述输水管上设有循环水栗;所述恒温水箱内设有温度传感器；所述处理器与循环水栗、温度传感器相连;所述恒温水箱中设有与处理器相连的加热装置。通过上述设置，本发明可以在恒温水箱内先注入水，然后对恒温水箱内的水进行加热，当加热到预设温度时，温度传感器将检测信号传输至处理器，处理器控制加热装置停止加热，接着通过循环水栗将水抽入到检测槽内，直到检测槽内水加满，继续抽入时，检测槽内的水通过回水管回流到恒温水箱内，从而形成水循环;当检测槽内水加满后，即可进行乳腺检测。
[0029]作为一种优选，所述光线束位于环形阵列探测器下方，且光线束的发射方向倾斜向上，所述光纤束为若干个且均匀分布与检测槽的内壁。
[0030]具体地，所述动力机构包括设置于检测槽下方的旋转电机，以及设置于旋转电机下方的升降电机。所述旋转电机由电机和旋转台组成，升降电机由升降台和电机组成。采用上述机构，能够控制检测槽的上升和下降，同时能够控制检测槽旋转，从而对乳房全方位进行成像。
[0031]具体地，所述检测槽包括槽体，以及设置于槽体外壁的接检测槽;所述接检测槽呈环状围绕于槽体外壁，所述回水管与接检测槽连通;所述回水管上设有与处理器相连的霍尔流量计;所述光线束和环形阵列探测器设置于槽体的内壁。实际使用时，当循环水栗将检测槽加满后，水便会溢出，此时溢出的水则会流到接检测槽内，然后再通过回水管流入恒温水箱内。设置接检测槽能够确保检测槽只会在加满后才会向恒温水箱回流，确保了检测槽内的水量;而且接检测槽是设置在槽体周围一圈，故而能够避免水溢出时滴落到其他设备上，造成事故，提高了本发明的安全性。通过在回水管上设置霍尔流量计，当检测槽内水加满后，水溢出通过回水管时，霍尔流量计检测到有水流后，将信号传输至处理器，处理器则会提醒用户检测槽中水已满，可以进行使用了。此时，根据实际情况，处理器还能够控制循环水栗的抽水量，从而更好的进行水循环。
[0032]具体地，本发明还包括与环形阵列探测器相连的放大器;所述放大器还与数据采集卡相连。所述放大器用于将环形阵列探测器输出的微弱电信号进行放大处理，提高信号的信噪比，从而大大地提高了数据采集卡所采集的数据的精准性。
[0033]具体地，本发明还包括用于拍摄人体乳腺位置的相机，该相机还与处理器相连。作为一种优选，所述相机采用CCD相机，该相机能够对人体乳腺位置进行拍摄，能够使医务人员直观的了解到乳腺位置，从而方便指导病人的正确体位，实时的调节体位，便于进行检查。
[0034]具体地，所述恒温水箱与检测槽之间还通过导水管连通，该导水管上还连接有排水管;所述排水管通过电磁阀与导水管连通;所述恒温水箱上还设有与其连通且带有电磁阀的进水管;所述处理器与电磁阀相连，用于控制电磁阀的开/闭；所述排水管上设有流量开关;所述处理器与流量开关相连，用于接收流量开关的检测信号。通过设置导水管和排水管，能够将恒温水箱和检测槽内的水汇集到导水管内，然后再经过排水管排出，进行统一回收。同时，由于排水管上设有电磁阀，能够通过处理器进行控制，实现开/闭，方便根据实际情况进行排水。通过设置流量开关，能够实时检测到排水情况，从而将信号反馈给处理器，便于工作人员对排水状态的了解，方便进行后续工作
具体地，所述恒温水箱内还设有水位传感器;所述处理器与水位传感器相连，用于接收水位传感器的检测信号;通过设置水位传感器，能够时刻检测到恒温水箱中的液位，并将检测信号传输至处理器，便于工作人员了解到恒温水箱内的情况，从而进行下一步操作。所述水位传感器为两个，其中一个水位传感器位于恒温水箱下部，另一个水位传感器位于恒温水箱上部。具体，其中一个水位传感器(第一个水位传感器)设置于导水管与恒温水箱相连处的上方，另一个水位传感器(第二个水位传感器)设置于第一个水位传感器上方，但低于恒温水箱的进水口。
[0035]具体地，本发明还包括与循环水栗、加热装置和电磁阀相连的继电器;所述继电器与处理器相连。通过设置继电器，能够通过继电器多路信号来控制多路电路，便于更好的控制电磁阀、循环水栗、加热装置等设备。
[0036]具体地，本发明还包括用于控制动力机构的控制器(该控制器用于控制升降电机和旋转电机工作)，所述控制器与处理器相连。通过控制器能够准确地控制两个电机工作，从而更好的实现检测槽的升降和旋转。
[0037]具体地，还包括用于控制激光器的激光控制器，所述激光控制器与处理器相连。通过激光控制器能够准确地控制激光器工作。
[0038]如图2、3所示，本实施例还提供一种基于上述系统的装置。该装置包括用于盛放和安装上述装置的支撑框架1，该支撑框架被两个隔板2，隔离成了三个单元，且在支撑框架顶部设有供人体趴着的平面板。
[0039]第一单元内设有检测槽3，在检测槽下方设有旋转电机4，在旋转电机下方设有升降电机5，同时在第一单元内设有恒温水箱6，以及与恒温水箱和检测槽相连的回水管19、输水管20、导水管21;上述循环水栗22、霍尔流量计23、电磁阀24、温度传感器25、水位传感器26、排水管28、流量开关29、接水槽27、进水管30等等均设置于第一单元内。上述的相机15设置于支撑框架上，且正对检测槽开口处。同时光纤束16和环形阵列探测器17设置在检测槽内壁，且光线束位于环形阵列探测器下方，光线束的发射方向倾斜向上;所述光纤束为若干个且均匀分布与检测槽的内壁。
[0040]第二单元内设有控制器7、激光控制器8、放大器9等，且在第二单元内设有为所有设备供电的电源10。
[0041]第三单元内设有处理器11、数据采集卡12和激光器13等。
[0042]为了避免水蒸汽等对第一单元中的电子设备造成影响，故而在第一单元内设有通风风扇31，且第一单元与第二单元之间的隔板为防水隔离。
[0043]为了避免热量积聚于第二、三单元内，所述第二、三单元内还分别设有散热风扇32。为了避免上述设备在运行中产生的震动对其他设备造成影响；故而在第一单元和第二单元的支撑框架底部设有减震装置14。
[0044]另外，在支撑框架上还有与处理器相连的显示屏18，便于医务人员直观的了解到检测数据和检测情况。
[0045]采用上述装置进行乳腺成像时，首先通过注水使检测槽内水注满，然后病人趴在平面板上，将乳房放入检测槽内，然后控制激光器发射激光，接着通过环形阵列探测器探测信号，并将信号传输至放大器放大，放大后的信号传输至数据采集卡，数据采集卡最终将数据传输至处理器中进行分析处理。
[0046]按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种新型的光声乳腺成像仪，其特征在于，包括激光器、光纤束、检测槽、环形阵列探测器、数据采集卡、处理器； 所述处理器与激光器、数据采集卡相连； 所述激光器与光线束相连;所述数据采集卡与环形阵列探测器相连； 所述检测槽下方还设有用于控制检测槽旋转或/和升降的动力机构，所述动力机构还与处理器相连； 所述检测槽顶部开口，所述光纤束和环形阵列探测器分别设置于检测槽开口处的内壁。2.根据权利要求1所述的一种新型的光声乳腺成像仪，其特征在于，还包括恒温水箱，所述恒温水箱通过输水管和回水管与检测槽构成水循环系统；所述输水管上设有循环水栗;所述恒温水箱内设有温度传感器;所述处理器与循环水栗、温度传感器相连;所述恒温水箱内还设有与处理器相连的加热装置。3.根据权利要求1所述的一种新型的光声乳腺成像仪，其特征在于，所述动力机构包括设置于检测槽下方的旋转电机，以及设置于旋转电机下方的升降电机。4.根据权利要求2所述的一种新型的光声乳腺成像仪，其特征在于，所述检测槽包括槽体，以及设置于槽体外壁的接检测槽;所述接检测槽呈环状围绕于槽体外壁，所述回水管与接检测槽连通;所述回水管上设有与处理器相连的霍尔流量计;所述光线束和环形阵列探测器设置于槽体的内壁。5.根据权利要求1所述的一种新型的光声乳腺成像仪，其特征在于，还包括与环形阵列探测器相连的放大器;所述放大器还与数据采集卡相连。6.根据权利要求1所述的一种新型的光声乳腺成像仪，其特征在于，还包括用于拍摄人体乳腺位置的相机，该相机还与处理器相连。7.根据权利要求2所述的一种新型的光声乳腺成像仪，其特征在于，所述恒温水箱与检测槽之间还通过导水管连通，该导水管上还连接有排水管;所述排水管通过电磁阀与导水管连通;所述恒温水箱上还设有与其连通且带有电磁阀的进水管;所述处理器与电磁阀相连，用于控制电磁阀的开/闭；所述排水管上设有流量开关;所述处理器与流量开关相连，用于接收流量开关的检测信号。8.根据权利要求2所述的一种新型的光声乳腺成像仪，其特征在于，所述恒温水箱内还设有水位传感器;所述处理器与水位传感器相连，用于接收水位传感器的检测信号;所述水位传感器为两个，其中一个水位传感器位于恒温水箱下部，另一个水位传感器位于恒温水箱上部。9.根据权利要求7所述的一种新型的光声乳腺成像仪，其特征在于，还包括与循环水栗和电磁阀相连的继电器;所述继电器与处理器相连。10.根据权利要求1所述的一种新型的光声乳腺成像仪，其特征在于，还包括用于控制动力机构的控制器，以及用于控制激光器的激光控制器，所述控制器与处理器和激光控制器分别相连。
【文档编号】A61B5/00GK106073721SQ201610596081
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月26日 公开号201610596081.5, CN 106073721 A, CN 106073721A, CN 201610596081, CN-A-106073721, CN106073721 A, CN106073721A, CN201610596081, CN201610596081.5
【发明人】蒋华蓉
【申请人】成都世恩医疗科技有限责任公司