一种基于led的光声显微装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于LED的光声显微装置，它涉及生物医学成像和医疗器械技术领域，LED激励源与时钟电路连接，时钟电路与数据采集组件连接，数据采集组件分别与信号预处理电路和计算机连接，信号预处理电路与多环阵列超声探测器连接，全反射镜、准直镜和聚焦镜、多环阵列超声探测器设置在金属外壳内，计算机与电机驱动电路连接，电机驱动电路与二维电动平移台连接，二维电动平移台与金属外壳连接，金属外壳的下方设置有水槽。它通过采用多环阵列探测器接收光声信号，可通过采集的数据进行相控聚焦，可实现便携式共聚焦光声显微成像，LED激励源具有发光效率高、耗电少、使用寿命长、体积小、价格便宜、安全稳定和维护简单等特点。
【专利说明】
_种基于LED的光声显微装置
技术领域
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[0001]本实用新型涉及一种基于LED的光声显微装置，属于生物医学成像和医疗器械技术领域。
【背景技术】
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[0002]光声显微成像是近年来发展的一种新的无损医学成像方法，它结合了纯光学成像的高对比度特性和纯超声成像的高穿透深度特性的优点，可以提供几百微米到几十纳米级别的高分辨率的组织影像。
[0003]目前光声显微成像中常用的激励光源多为脉冲式或可调谐脉冲激光器，而该类激光器通常拥有体积大、价格昂贵、使用寿命有限、重复频率低、维护难等众多缺点，且难于实现系统的小型化和产业化，在实际应用中存在着很大的局限性。
【发明内容】
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[0004]针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于LED的光声显微装置。
[0005]本实用新型的一种基于LED的光声显微装置，它包含LED激励源、时钟电路、数据采集组件、信号预处理电路、计算机、多环阵列超声探测器、金属外壳、电机驱动电路、二维电动平移台、全反射镜、准直镜、聚焦镜、水槽，LED激励源包括LED电源调制模块和LED发光模块，LED激励源与时钟电路通过导线连接，时钟电路与数据采集组件连接，数据采集组件分别与信号预处理电路和计算机连接，信号预处理电路通过导线与多环阵列超声探测器连接，多环阵列超声探测器设置在金属外壳内，计算机与电机驱动电路连接，电机驱动电路与二维电动平移台连接，二维电动平移台与金属外壳通过机械连接，金属外壳内还设置有全反射镜、准直镜和聚焦镜，金属外壳的下方设置有水槽。
[0006]作为优选，所述的LED激励源的发光光谱为可见光和近红外光，可见光光谱范围为400nm—760nm，近红外光光谱范围为760nm — 1600nm，发出的连续光经斩波器或脉冲调制电源后变成脉冲光源，经准直镜准直后再由高数值孔径的聚焦镜聚焦成直径在几十微米到几十纳米的焦点，通过水槽中的透光透声弹性薄膜照射在样品上并激发光声信号。
[0007]作为优选，所述的LED激励源为单个LED激励源、多个LED激励源的组合，为了实现光声功能成像，可以采用两个波长或多个波长的组合。
[0008]作为优选，所述的数据采集组件为多通道并行采集卡，其通道数不少于多环阵列超声探测器的阵元数。
[0009]作为优选，所述的多环阵列超声探测器的材料为压电陶瓷或复合材料，多环阵列超声探测器的中心频率为1MHz — 50MHz，多环阵列超声探测器的阵元数为4、6或8，多环阵列超声探测器的每个阵元同时采集数据，储存在计算机后，可通过数据实现动态相控聚焦，从而实现声聚焦点和光聚焦点的重合，实现共同聚焦探测光声信号。
[0010]作为优选，所述的电机驱动电路驱动二维电动平移台通过带动金属外壳使聚焦激光在样品上做激光做二维扫描，激发的光声信号透过水槽底部的透光透声弹性薄膜后经过水槽中水被多环阵列超声探测器接收，然后通过信号预处理电路进行放大后，通过数据采集组件进行数据采集后被输入计算机储存，最后通过图像重建算法重建获得相应的二维或三维光声显微图像。
[0011]作为优选，所述的水槽的底部设置有圆形洞口，圆形洞口上设置有透光透声弹性薄膜，且通过透光透声弹性薄膜进行密封，透光透声弹性薄膜与样品之间采用超声耦合剂耦合超声，该超声耦合剂为非液体状超声耦合剂，涂布在样品上，水槽内盛满水或矿物油用作超声耦合剂耦合超声。
[0012]本实用新型的有益效果:它通过采用LED激励源作为光声激励源，具有发光效率高、耗电少、使用寿命长、体积小、价格便宜、安全稳定和维护简单等特点，通过采用多环阵列探测器接收光声信号，可通过采集的数据进行相控聚焦，从而使声聚焦点与光聚焦点重合，实现共聚焦光声显微。
【附图说明】
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[0013]为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
[0014]图1为本实用新型的结构不意图；
[0015]图2为本实用新型中多环阵列超声探测器的结构示意图。
[0016]1-LED激励源;2-时钟电路;3-数据采集组件;4-信号预处理电路;5-计算机;6-多环阵列超声探测器;7-金属外壳;8-电机驱动电路;9-二维电动平移台；10-全反射镜；11-准直镜;12-聚焦镜;13-水槽。
【具体实施方式】
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[0017]如图1，图2所示，本【具体实施方式】采用以下技术方案:它包含LED激励源1、时钟电路2、数据采集组件3、信号预处理电路4、计算机5、多环阵列超声探测器6、金属外壳7、电机驱动电路8、二维电动平移台9、全反射镜1、准直镜11、聚焦镜12、水槽13，LED激励源I包括LED电源调制模块和LED发光模块，LED激励源I与时钟电路2通过导线连接，时钟电路2与数据采集组件3连接，数据采集组件3分别与信号预处理电路4和计算机5连接，信号预处理电路4通过导线与多环阵列超声探测器6连接，多环阵列超声探测器6设置在金属外壳7内，计算机5与电机驱动电路8连接，电机驱动电路8与二维电动平移台9连接，二维电动平移台9与金属外壳7通过机械连接，金属外壳7内还设置有全反射镜10、准直镜11和聚焦镜12，金属外壳7的下方设置有水槽13。
[0018]其中，所述的LED激励源I的发光光谱为可见光和近红外光，可见光光谱范围为400nm—760nm，近红外光光谱范围为760nm — 1600nm，发出的连续光经斩波器或脉冲调制电源后变成脉冲光源，经准直镜11准直后再由高数值孔径的聚焦镜12聚焦成直径在几十微米到几十纳米的焦点，通过水槽13中的透光透声弹性薄膜照射在样品上并激发光声信号;所述的LED激励源I为单个LED激励源、多个LED激励源的组合，为了实现光声功能成像，可以采用两个波长或多个波长的组合;所述的数据采集组件3为多通道并行采集卡，其通道数不少于多环阵列超声探测器的阵元数;所述的多环阵列超声探测器6的材料为压电陶瓷或复合材料，多环阵列超声探测器6的中心频率为1MHz — 50MHz，多环阵列超声探测器6的阵元数为4、6或8，多环阵列超声探测器6的每个阵元同时采集数据，储存在计算机后，可通过数据实现动态相控聚焦，从而实现声聚焦点和光聚焦点的重合，实现共同聚焦探测光声信号;所述的电机驱动电路8驱动二维电动平移台9通过带动金属外壳7使聚焦激光在样品上做激光做二维扫描，激发的光声信号透过水槽13底部的透光透声弹性薄膜后经过水槽13中水被多环阵列超声探测器6接收，然后通过信号预处理电路4进行放大后，通过数据采集组件3进行数据采集后被输入计算机5储存，最后通过图像重建算法重建获得相应的二维或三维光声显微图像;所述的水槽13的底部设置有圆形洞口，圆形洞口上设置有透光透声弹性薄膜，且通过透光透声弹性薄膜进行密封，透光透声弹性薄膜与样品之间采用超声耦合剂耦合超声，该超声耦合剂为非液体状超声耦合剂，涂布在样品上，水槽13内盛满水或矿物油用作超声耦合剂耦合超声。
[0019 ]本【具体实施方式】的成像方法:a、LED激励源I发出的脉冲激光通过全反射镜1射向准直镜11，激光经准直后通过聚焦镜12进行聚焦，聚焦后的光束通过多环阵列超声探测器6的中心后照射在样品上并产生光声信号;b、多环阵列超声探测器6的每个阵元接收到该位置的光声信号，经过信号预处理电路对信号进行前置放大后由数据采集组件对信号进行A/D转换后储存于计算机5; C、计算机5通过电机驱动电路8驱动二维电动平移台9，从而带动金属外壳7使聚焦光点在样品上做光扫描，同时重复步骤b接收每次接收到的光声信号;d、利用Matlab数据处理软件编写图像重建程序，得到二维或三维光声显微图像。
[0020]本【具体实施方式】通过采用LED激励源作为光声激励源，具有发光效率高、耗电少、使用寿命长、体积小、价格便宜、安全稳定和维护简单等特点，通过采用多环阵列探测器接收光声信号，可通过采集的数据进行相控聚焦，从而使声聚焦点与光聚焦点重合，实现共聚焦光声显微。
[0021]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种基于LED的光声显微装置，其特征在于:它包含LED激励源(I)、时钟电路(2)、数据采集组件(3)、信号预处理电路(4)、计算机(5)、多环阵列超声探测器(6)、金属外壳(7)、电机驱动电路(8)、二维电动平移台(9)、全反射镜(10)、准直镜(11)、聚焦镜(12)、水槽(13)，LED激励源(I)包括LED电源调制模块和LED发光模块，LED激励源(I)与时钟电路(2)通过导线连接，时钟电路(2)与数据采集组件(3)连接，数据采集组件(3)分别与信号预处理电路(4)和计算机(5)连接，信号预处理电路(4)通过导线与多环阵列超声探测器(6)连接，多环阵列超声探测器(6)设置在金属外壳(7)内，计算机(5)与电机驱动电路(8)连接，电机驱动电路(8)与二维电动平移台(9)连接，二维电动平移台(9)与金属外壳(7)通过机械连接，金属外壳(7)内还设置有全反射镜(10)、准直镜(II)和聚焦镜(12)，金属外壳(7)的下方设置有水槽(13)。2.根据权利要求1所述的一种基于LED的光声显微装置，其特征在于:所述的LED激励源(I)的发光光谱为可见光和近红外光，可见光光谱范围为400nm—760nm，近红外光光谱范围为760nm—1600nmo3.根据权利要求1所述的一种基于LED的光声显微装置，其特征在于:所述的数据采集组件(3)为多通道并行采集卡，其通道数不少于多环阵列超声探测器的阵元数。4.根据权利要求1所述的一种基于LED的光声显微装置，其特征在于:所述的水槽(13)的底部设置有圆形洞口，圆形洞口上设置有透光透声弹性薄膜。
【文档编号】G01N21/17GK205538646SQ201620096812
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】杨迪武
【申请人】湖南工业大学