的转动，避免了超声传感器5产生的噪声。
[0039]本实施方式的探头的工作原理为:探头内部注满液体作为声传播介质，第一中空管2及光声/超声反射镜3由旋转电机7带动对待探测对象内壁进行光声和超声内窥扫描。
[0040]图2是本发明一种实施方式的全视角内窥光声/超声探头的结构示意图；参照图2，本实施方式与图1所示的实施方式基本相同，不同之处在于，所述探头还包括:设于所述透明硬质导管外壳I内的纵向扫描电机16，所述第二中空管9和所述旋转电机7固定于所述纵向扫描电机16的移动单元上，由于所述旋转电机7通过固定块17固定于所述纵向扫描电机16的移动单元上，故而，在图1中的第一固定块8和第二固定块10可取消。
[0041]本实施方式的探头的工作原理为:探头内部注满液体作为声传播介质，第一中空管2及光声/超声反射镜3由旋转电机7带动对待探测对象内壁进行光声和超声内窥扫描，所述纵向扫描电机16带动所述旋转电机7和第二中空管9沿所述透明硬质导管外壳I的轴向运动，从而实现对待探测对象内壁的完整三维扫描。
[0042]由于将旋转电机7设于所述透明硬质导管外壳的底部，不仅避免了当旋转电机设于所述透明硬质导管外壳I顶部带来的视野遮挡，同时还避免了将旋转电机置于探头顶端所带来的顶端无效部分过长，以及旋转电机位置固定从而不能进行轴向扫描的缺点，本实施方式还将旋转扫描和沿透明硬质导管外壳I轴向的纵向扫描结合在一起，使得在探头外壳相对样品内壁不动的条件下，实现了对待探测对象内壁的完整三维扫描。
[0043]本实施方式的探头，还可以进行进一步的结构和功能拓展，比如超声传感器可选用各种材质的超声传感器，光学组件可以采用光纤也可选择自由空间光传输等。
[0044]在图1和图2所示的实施方式中，为便于进行电信号的传输，以及通过光学组件进行入射光的传输，所述探头还包括:柔性导管U，所述柔性导管11与所述透明硬质导管外壳I的底端相连，所述柔性导管11内用于容纳各部件的连接线及光学组件11的第二端。
[0045]对于图1所示的实施方式中，所述柔性导管11内可容纳控制线13、信号线14和光学组件11的第二端。
[0046]对于图2所示的实施方式中，所述柔性导管11内可容纳第一控制线13(即旋转电机7的控制线)、信号线14(即超声传感器5的信号线)、第二控制线18(即纵向扫描电机16的控制线)、光学组件11的第二端。
[0047]在具体实现中，所述超声传感器5可为聚焦的单个传感器或环形聚焦传感器，从而实现高穿透深度的高分辨成像。
[0048]在具体实现中，所述光声/超声反射镜3为平面镜或曲面镜，在所述光声/超声反射镜3为曲面镜时，可实现光学及超声聚焦。
[0049]在具体实现中，所述超声传感器5可采用PVDF超声传感器，也可采用压电陶瓷超声传感器或复合压电传感器，当然，还可采用光探测式超声传感器。
[0050]在图1和图2中，硬质透明导管外壳I可采用外径7mm内径6mm的亚克力，旋转电机7可采用小型超声电机，光声/超声反射镜3可采用镀有宽带介质膜的反射镜以适应各种激发光波长，光学组件11可米用芯径为0.8mm的多模石英光纤。第一中空管2外径可为5.5mm，内径为5mm，第二中空管9外径可为4.5mm，内径可为4mm。超声换能器5可为基于I 1um的PVDF薄膜的超声换能器，声透镜4可为树脂材料，其中心频率约为3.5MHz ο其孔径大小为3.5mm，焦距为10mm，横向分辨率约为1.1mm。
[0051]图3为仿体实验所用样品的示意图。其中仿体主体为用来模拟生物组织的凝胶琼月旨，掺有脂肪乳和墨水，使得其散射和吸收系数分别为Ι/mm和0.07/mm，和人体脂肪组织相近。仿体外径为30mm，内径为8mm，在不同位置垂直插有四根直径为0.2mm的金属丝(如图3中箭头所指的对象)。扫描采用图2所示的实施方式的探头进行采集。在进行光声成像时，激发光选用NcUYAG激光器产生的532nm脉冲绿光，激发光重复频率为1Hz，脉冲宽度为8ns。放大器采用奥林巴斯5072PR进行光声和超声信号放大，同时5072PR还可以用来进行超声激发进行超声成像。采集到的信号用LDI400SE采集卡收集，采样频率为50MHz，扫描角度间隔为I度，共采集360个角度的数据。最后得到的光声和超声图像分别如图4(a)和图4(b)所示。从中可以看出，四根金属丝在光声和超声图像中都能得到清晰的重建。
[0052]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.一种全视角内窥光声/超声探头，其特征在于，所述探头包括:透明硬质导管外壳、超声传感器、光声/超声反射镜、光学组件、旋转组件和旋转电机，所述超声传感器、光声/超声反射镜、光学组件、旋转组件和旋转电机均位于所述透明硬质导管外壳内； 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，所述旋转电机设于所述透明硬质导管外壳的底部； 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。2.如权利要求1所述的探头，其特征在于，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。3.如权利要求2所述的探头，其特征在于，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。4.如权利要求3所述的探头，其特征在于，所述旋转电机固定于所述透明硬质导管外壳内壁上，所述超声传感器和第二中空管均与所述透明硬质导管外壳的相对位置不变。5.如权利要求2所述的探头，其特征在于，所述探头还包括:设于所述透明硬质导管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。6.如权利要求1?5中任一项所述的探头，其特征在于，所述探头还包括:柔性导管，所述柔性导管与所述透明硬质导管外壳的底端相连，所述柔性导管内用于容纳各部件的连接线及光学组件的第二端。7.如权利要求1?5中任一项所述的探头，其特征在于，所述光学组件为单模光纤或多模光纤； 或， 所述光纤组件包括光纤和透镜。8.如权利要求1?5中任一项所述的探头，其特征在于，所述超声传感器为聚焦的单个传感器或环形聚焦传感器。9.如权利要求1?5中任一项所述的探头，其特征在于，所述光声/超声反射镜为平面镜或曲面镜。10.如权利要求1?5中任一项所述的探头，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明公开了一种全视角内窥光声/超声探头，涉及无损测量检测技术领域，探头包括：透明硬质导管外壳、超声传感器、光声/超声反射镜、光学组件、旋转组件和旋转电机，超声传感器、光声/超声反射镜、光学组件、旋转组件和旋转电机均位于透明硬质导管外壳内；光声/超声反射镜设于透明硬质导管外壳的顶部，光学组件的第一端穿过超声传感器，超声传感器及光学组件的第一端与光声/超声反射镜对应设置，旋转电机设于透明硬质导管外壳的底部。本发明针对现有技术的不足，将旋转电机设于透明硬质导管外壳的底部，避免了当旋转电机设于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。
【IPC分类】A61B8/12, A61B8/00
【公开号】CN105662476
【申请号】CN201610206393
【发明人】肖嘉莹, 王波, 彭宽, 朱自强
【申请人】中南大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月5日