专利名称：B超探头式光声成像乳腺扫描仪及其扫描方法
技术领域：
本发明涉及超声成像诊断装置领域，具体涉及B超探头式光声成像乳腺扫描仪及其扫描方法。
背景技术：
乳腺疾病作为妇女的常见病、多发病越来越受到人们重视，现代乳腺医学的一个主要目标就是减少乳腺切开活检对乳腺病变的诊断。目前常用的乳腺扫描成像技术有钼靶乳腺X线摄影是利用软射线穿透乳腺软组织，达到对乳腺内组织进行诊断的目的，其特点是简便、快捷、无痛苦、准确率高。对乳腺增生、乳腺腺瘤、乳腺囊肿、乳腺癌等都有很重要的诊断作用，是乳腺外科最常用的检查方式之一。钼靶乳腺X线检查技术是术前诊断乳腺疾病准确率最高的影像学方法，具有图像清晰，对比度适宜等优点，可清楚显示乳房内小于Icm的结节性病灶，并可准确定性、定位。但钼靶乳腺X线摄影图像属于组织重叠投影，因此不利于准确定位，也不利于囊实性病变的鉴别。且其投照时需要挤压乳房，部分患者检查时可能加重病情，如急性乳腺炎患者，妊娠或哺乳期妇女等。另外，由于乳腺组织的多样性和复杂性等原因，即使在最佳的摄影和诊断条件下，仍存在假阴性的结果和较高的假阳性率。
超声乳腺检查是利用乳腺反射的超声信号，达到对乳腺成像的目的。超声检查尤其是彩色多普勒检查(CDFI)对于乳腺疾病的诊断及辅助治疗是一种非常有价值的影像学检查方法。该方法能清晰显示乳腺内各层结构，在致密型乳腺中发现肿块，并鉴别囊性及实性。而且无辐射性，操作简单，不需要挤压乳腺，适合于青少年或妊娠哺乳期妇女乳腺病变的检查。但超声对乳腺癌诊断的准确性为66%，存在假阴性的可能，诊断准确性很大程度上取决于使用的设备及检查医生的个人经验。对成簇状微小钙化的检出率极低，敏感性仍不如X线摄影，对小于1厘米的肿块确诊困难。
CT乳腺检查一般常作为乳腺X线摄影和超声检查的补充检查手段。CT检查乳腺的原理和X线摄影相仿，其检查的优点是密度分辨率较乳腺X摄影高，可以不受投照体位限制，常规扫描范围广。但CT乳腺检查对鉴别囊实性病变的准确性不及超声，辐射剂量大， 价格相对昂贵。不宜作为乳腺扫描的首选检查手段。
MRI乳腺检查，MRI成像技术由于具有极好的软组织分辨率及无辐射的特点，对乳腺检查具有独到的优势，在某些方面弥补了乳腺X线检查和超声检查的局限性，是乳腺X线及超声检查的重要补充。但MRI对乳腺检查的局限性对微小钙化不敏感，另外MRI为多序列成像，检查相对比较复杂，时间相对较长，同时又受到呼吸运动伪影的干扰，在一定程度上影响了图像质量，限制了其推广和应用。目前我国MRI对乳腺的检查仍处于研究阶段，诊断经验相对不足，且MRI检查价格昂，对乳腺癌诊断的准确性仅为39%，明显低于常规的钼靶乳腺X线摄影，而且即使增强检查后定性诊断仍存在一定的困难，对患者造成了很大的经济负担。
由上所述，可见目前常规的乳腺扫描成像技术均存在着各自不同的缺陷，尤其在成像分辨率和诊断正确性方面均有很大的提升需求。光声成像技术是近年来发展起来的一种新的无创医学成像方法。当脉冲光照射到生物组织中时，组织吸收光产生热膨胀将产生携带了组织的光吸收特征信息的光声信号， 通过测量光声信号就能重建出组织中的结构和功能图像。光声成像技术检测的是超声信号，反映的是组织光能量吸收的差异.所以该技术能很好地结合光学和超声这两种成像技术各自的优点由于可探测超声信号，所以该技术克服了纯光学成像技术在成像深度与分辨率上不可兼得的不足；另外，光声技术的图像差异来源于组织光学吸收特性的不同，这就能够有效地补充纯超声成像技术在对比度和功能性方面的缺陷.所以，光声技术有可能实现对组织体较大深度的高分辨率、高对比度的结构和功能成像.也正是源于光声成像技术该独特的优势，使得该技术在近年来赢得了普遍的重视，并且得到快速的发展。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，利用光声成像技术，提供B超探头式光声成像乳腺扫描仪及其扫描方法。本发明的目的通过以下技术方案来实现
一种B超探头式光声成像乳腺扫描仪，由脉冲激光光源、光纤耦合器、光功率计、光照射头、B超超声成像仪和用于处理相关信号及图像的计算机组成，其中，在B超超声成像仪的B超探头的两侧捆缚有两根光纤束，在光纤束的出射端有一扩束镜组成照射头系统。利用所述B超探头式光声成像乳腺扫描仪进行扫描的方法，具体步骤如下 步骤1)在B超超声成像仪的B超探头及被测乳腺上涂抹超声耦合剂；
步骤2)打开脉冲激光光源，将光耦合入光纤中，通过一 1x2光纤耦合器将入射激光分束成两路，其中一路连接到光功率计上实时监测激光输出强度控制在人体组织可接受的安全范围内，另一路则进入另一 1x2光纤耦合器内，出射的两路激光由捆绑在超声探头两侧的光纤束和扩束镜照射到B超探头前端的乳腺上；
步骤3)在步骤2)的同时启动B超探头，使之本身按正常工作模式发射超声波； 步骤4) B超探头采集乳房由光声作用产生的光声信号和反射回来的B超信号，并传输至计算机中经相关信号、图像处理后实时二维成像。步骤5)移动B超探头至乳腺下一扫描位置，重复步骤4)采集该处光声信号和超
声信号；
步骤6)重复步骤5)直至完成对整个乳腺的扫描。与现有技术相比，本发明的技术方案的优点为
本发明提供的B超探头式光声成像乳腺扫描仪作为一种无创便携式光声乳腺扫描仪装置，利用光声成像技术，并结合常规B超成像技术，可对乳房进行高对比度、高精度和深度的多模式快速扫描成像，实现无创无辐射地对乳房癌的早期诊断与治疗。通过光纤束将激光引射到乳腺上，产生光声信号，利用常规的B超探头即可探测光声作用产生的超声信号。
图1本发明的一种B超探头式光声成像乳腺扫描仪的结构示意图。
图2为本发明的一种B超探头式光声成像乳腺扫描仪的结构示意图。
图中标号说明31. B超探头，32.光纤束，33.扩束器。
具体实施方式
实施例1结合图1和图2所示。本发明的一种B超探头式光声成像乳腺扫描仪，仪器整体与普通B超超声成像仪相同，包括脉冲激光光源、光纤耦合器、光功率计、光照射头、B超超声成像仪和用于处理相关信号及图像的计算机，其中，在B超探头31的两侧捆缚上两跟光纤束 32，在光纤束32的出射端有一扩束镜33组成照射头系统。在仪器工作时，通过光纤束32 将激光引射到乳腺上，产生光声信号，而B超探头31不再需自身发射超声信号，只需探测光声作用产生的超声信号即可。该扫描仪结合光声成像技术与B超成像技术，可同时获取光声信号和B超回波信号。
当然也可以同时令B超探头正常工作，只是在后期处理时，需将光声信号从采集到的超声信号中分离出来，亦或者将光声信号当作普通B超信号的有效补充。此外，也可采用波长连续可调的脉冲激光器，实现对乳腺的多光谱光声扫描成像。
利用此B超探头式光声成像乳腺扫描仪进行扫描的方法，具体如下 步骤1)在B超超声成像仪的B超探头31及被测乳腺上涂抹超声耦合剂；步骤2)打开脉冲激光光源，将光耦合入光纤中，通过一 1x2光纤耦合器将入射激光分束成两路，其中一路连接到光功率计上实时监测激光输出强度控制在人体组织可接受的安全范围内，另一路则进入另一 1x2光纤耦合器内，出射的两路激光由捆绑在超声探头两侧的光纤束32和扩束镜33照射到B超探头31前端的乳腺上；步骤3)在步骤2)的同时启动B超探头31，使之本身按正常工作模式发射超声波； 步骤4)B超探头31采集乳房由光声作用产生的光声信号和反射回来的B超信号，并传输至计算机中经相关信号、图像处理后实时二维成像。
步骤5)移动B超探头至乳腺下一扫描位置，重复步骤4)采集该处光声信号和超声信号；步骤6)重复步骤5)直至完成对整个乳腺的扫描。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种B超探头式光声成像乳腺扫描仪，由脉冲激光光源、光纤耦合器、光功率计、光照射头、B超超声成像仪和用于处理相关信号及图像的计算机组成，其特征在于，在B超超声成像仪的B超探头(31)的两侧捆缚有两根光纤束(32)，在光纤束(32)的出射端有一扩束镜(33)组成照射头系统。
2.一种利用如权利要求1所述的B超探头式光声成像乳腺扫描仪进行扫描的方法，其特征在于，具体步骤如下步骤1)在B超超声成像仪的B超探头(31)及被测乳腺上涂抹超声耦合剂； 步骤2)打开脉冲激光光源，将光耦合入光纤中，通过一 1x2光纤耦合器将入射激光分束成两路，其中一路连接到光功率计上实时监测激光输出强度控制在人体组织可接受的安全范围内，另一路则进入另一 1x2光纤耦合器内，出射的两路激光由捆绑在超声探头两侧的光纤束(32)和扩束镜(33)照射到B超探头(31)前端的乳腺上；步骤3)在步骤2)的同时启动B超探头(31)，使之本身按正常工作模式发射超声波； 步骤4)B超探头(31)采集乳房由光声作用产生的光声信号和反射回来的B超信号，并传输至计算机中经相关信号、图像处理后实时二维成像；步骤5)移动B超探头至乳腺下一扫描位置，重复步骤4)采集该处光声信号和超声信号；步骤6)重复步骤5)直至完成对整个乳腺的扫描。
全文摘要
本发明提供B超探头式光声成像乳腺扫描仪及其扫描方法，B超探头式光声成像乳腺扫描仪是在B超超声成像仪的B超探头两侧捆缚上两光纤束。扫描时，先在B超探头及被测乳腺上涂抹超声耦合剂，然后打开激光光源，由B超探头两侧的光纤束，将光束引导到B超探头前端的乳腺上；超声探头采集乳房由光声作用产生的光声信号，并传输至计算机中经相关信号、图像处理后实时二维成像。本发明提供的无创便携式光声乳腺扫描仪装置，对乳房进行高对比度、高精度和深度的多模式快速扫描成像，实现无创无辐射地对乳房癌的早期诊断与治疗。本发明通过光纤束将激光引射到乳腺上，产生光声信号，利用常规的B超探头即可探测光声作用产生的超声信号，十分简捷方便。
文档编号A61B8/08GK102512207SQ20111041420
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者崔崤峣, 简小华 申请人:苏州生物医学工程技术研究所