碗式光聲成像乳腺掃描儀及其掃描方法
2023-07-26 15:59:41
專利名稱：碗式光聲成像乳腺掃描儀及其掃描方法
技術領域：
本發明涉及超聲成像診斷裝置領域，具體涉及碗式光聲成像乳腺掃描儀及其掃描方法。
背景技術：
乳腺疾病作為婦女的常見病、多發病越來越受到人們重視，現代乳腺醫學的一個主要目標就是減少乳腺切開活檢對乳腺病變的診斷。目前常用的乳腺掃描成像技術有
鉬靶乳腺X線攝影是利用軟射線穿透乳腺軟組織，達到對乳腺內組織進行診斷的目的，其特點是簡便、快捷、無痛苦、準確率高。對乳腺增生、乳腺腺瘤、乳腺囊腫、乳腺癌等都有很重要的診斷作用，是乳腺外科最常用的檢查方式之一。鉬靶乳腺X線檢查技術是術前診斷乳腺疾病準確率最高的影像學方法，具有圖像清晰，對比度適宜等優點，可清楚顯示乳房內小於Icm的結節性病灶，並可準確定性、定位。但鉬靶乳腺X線攝影圖像屬於組織重疊投影，因此不利於準確定位，也不利於囊實性病變的鑑別。且其投照時需要擠壓乳房，部分患者檢查時可能加重病情，如急性乳腺炎患者，妊娠或哺乳期婦女等。另外，由於乳腺組織的多樣性和複雜性等原因，即使在最佳的攝影和診斷條件下，仍存在假陰性的結果和較高的假陽性率。超聲乳腺檢查是利用乳腺反射的超聲信號，達到對乳腺成像的目的。超聲檢查尤其是彩色都卜勒檢查(CDFI)對於乳腺疾病的診斷及輔助治療是一種非常有價值的影像學檢查方法。該方法能清晰顯示乳腺內各層結構，在緻密型乳腺中發現腫塊，並鑑別囊性及實性。而且無輻射性，操作簡單，不需要擠壓乳腺，適合於青少年或妊娠哺乳期婦女乳腺病變的檢查。但超聲對乳腺癌診斷的準確性為66%，存在假陰性的可能，診斷準確性很大程度上取決於使用的設備及檢查醫生的個人經驗。對成簇狀微小鈣化的檢出率極低，敏感性仍不如X線攝影，對小於1釐米的腫塊確診困難。CT乳腺檢查一般常作為乳腺X線攝影和超聲檢查的補充檢查手段。CT檢查乳腺的原理和X線攝影相仿，其檢查的優點是密度解析度較乳腺X攝影高，可以不受投照體位限制，常規掃描範圍廣。但CT乳腺檢查對鑑別囊實性病變的準確性不及超聲，輻射劑量大， 價格相對昂貴。不宜作為乳腺掃描的首選檢查手段。MRI乳腺檢查，MRI成像技術由於具有極好的軟組織解析度及無輻射的特點，對乳腺檢查具有獨到的優勢，在某些方面彌補了乳腺X線檢查和超聲檢查的局限性，是乳腺X線及超聲檢查的重要補充。但MRI對乳腺檢查的局限性對微小鈣化不敏感，另外MRI為多序列成像，檢查相對比較複雜，時間相對較長，同時又受到呼吸運動偽影的幹擾，在一定程度上影響了圖像質量，限制了其推廣和應用。目前我國MRI對乳腺的檢查仍處於研究階段，診斷經驗相對不足，且MRI檢查價格昂，對乳腺癌診斷的準確性僅為39%，明顯低於常規的鉬靶乳腺X線攝影，而且即使增強檢查後定性診斷仍存在一定的困難，對患者造成了很大的經濟負擔。由上所述，可見目前常規的乳腺掃描成像技術均存在著各自不同的缺陷，尤其在成像解析度和診斷正確性方面均有很大的提升需求。
光聲成像技術是近年來發展起來的一種新的無創醫學成像方法。當脈衝光照射到生物組織中時，組織吸收光產生熱膨脹將產生攜帶了組織的光吸收特徵信息的光聲信號， 通過測量光聲信號就能重建出組織中的結構和功能圖像。光聲成像技術檢測的是超聲信號，反映的是組織光能量吸收的差異.所以該技術能很好地結合光學和超聲這兩種成像技術各自的優點由於可探測超聲信號，所以該技術克服了純光學成像技術在成像深度與解析度上不可兼得的不足；另外，光聲技術的圖像差異來源於組織光學吸收特性的不同，這就能夠有效地補充純超聲成像技術在對比度和功能性方面的缺陷.所以，光聲技術有可能實現對組織體較大深度的高解析度、高對比度的結構和功能成像.也正是源於光聲成像技術該獨特的優勢，使得該技術在近年來贏得了普遍的重視，並且得到快速的發展。發明內容
本發明的目的是克服現有技術存在的不足，利用光聲成像技術，提供碗式光聲成像乳腺掃描儀及其掃描方法。
本發明的目的通過以下技術方案來實現一種碗式光聲成像乳腺掃描儀，包括脈衝雷射器，在脈衝雷射器發出的雷射光路上依次設置反射鏡，碗式光聲探頭，以及具有相應的數位訊號、圖像處理功能的計算機，碗式光聲探頭包括碗型外部支架，外部支架的外部設有雷射擴束器，外部支架的內壁為內層漫反射腔壁，內層漫反射腔壁上設有超聲換能器，超聲換能器均勻分布在內層漫反射腔壁上。
利用所述的碗式光聲成像乳腺掃描儀進行掃描的方法，具體步驟如下 步驟1)在碗式光聲探頭內注入超聲耦合劑，被測乳腺置入碗式光聲探頭內；步驟2)打開脈衝雷射器，將雷射束引入到碗式探頭內，擴束後經碗式光聲探頭的內層漫反射腔壁將雷射束漫反射後由內壁上的出口射向目標；步驟3)由排列在碗式探頭內的面陣超聲換能器，探測各個角度的光聲信號，並傳輸到計算機的處理器中，根據相應算法合成乳腺的三維光聲圖像。
與現有技術相比，本發明的技術方案的優點為本發明碗式光聲成像乳腺掃描儀及其掃描方法作為一種無創可攜式光聲乳腺掃描儀裝置，利用光聲成像技術，可對乳房進行高對比度、高精度和深度的多模式快速掃描成像， 實現無創無輻射地對乳房癌的早期診斷與治療。
圖1為本發明的碗式光聲成像乳腺掃描儀的結構示意圖。
圖2為本發明的碗式光聲成像乳腺掃描儀的碗式光聲探頭的結構示意圖。
圖中標號說明1.雷射器，2.反射鏡，3.碗式光聲探頭，4.計算機，22.內層漫反射腔壁，22.雷射擴束器，23.超聲換能器，24.外部支架。
具體實施方式
實施例1結合圖ι所示，本發明的一種碗式光聲成像乳腺掃描儀，由脈衝雷射器1，反射鏡2，碗式光聲探頭3，以及具有相應的數位訊號、圖像處理功能的計算機4組成。其中核心部件碗式光聲探頭3的具體結構如圖2所示，它由雷射擴束器21，及內層漫反射腔壁22，均勻分布在碗式探頭內壁上的超聲換能器23以及外部支架M組成。利用所述的碗式光聲成像乳腺掃描儀進行掃描的方法，具體步驟如下 步驟1)在碗式光聲探頭3內注入超聲耦合劑，被測乳腺置入碗式光聲探頭3內； 步驟2 )打開脈衝雷射器1，將雷射束弓丨入到碗式探頭內，擴束後經碗式光聲探頭的內
層漫反射腔壁將雷射束漫反射後由內壁上的出口射向目標；
步驟3)由排列在碗式探頭內的面陣超聲換能器23，探測各個角度的光聲信號，並傳輸到計算機4的處理器中，根據相應算法合成乳腺的三維光聲圖像。上述實施例只是為了說明本發明的技術構思及特點，其目的是在於讓本領域內的普通技術人員能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡是根據本發明內容的實質所作出的等效的變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種碗式光聲成像乳腺掃描儀，其特徵在於，包括脈衝雷射器(1 )，在脈衝雷射器 (1)發出的雷射光路上依次設置反射鏡(2)，碗式光聲探頭(3)，以及具有相應的數位訊號、 圖像處理功能的計算機(4)，碗式光聲探頭(3)包括碗型外部支架(24)，外部支架(24)的外部設有雷射擴束器(21)，外部支架(24)的內壁為內層漫反射腔壁(22)，內層漫反射腔壁(22)上設有超聲換能器(23)。
2.根據權利要求1所述的碗式光聲成像乳腺掃描儀，其特徵在於，所述超聲換能器(23)均勻分布在內層漫反射腔壁(22)上。
3.一種利用如權利要求1或2所述的碗式光聲成像乳腺掃描儀進行掃描的方法，其特徵在於，具體步驟如下步驟1)在碗式光聲探頭(3)內注入超聲耦合劑，被測乳腺置入碗式光聲探頭(3)內； 步驟2)打開脈衝雷射器(1)，將雷射束引入到碗式探頭內，擴束後經碗式光聲探頭的內層漫反射腔壁(22)將雷射束漫反射後由內壁上的出口射向目標；步驟3)由排列在碗式探頭內的面陣超聲換能器(23)，探測各個角度的光聲信號，並傳輸到計算機(4)的處理器中，根據相應算法合成乳腺的三維光聲圖像。
全文摘要
本發明提供碗式光聲成像乳腺掃描儀及其掃描方法，碗式光聲成像乳腺掃描儀含有碗式光聲探頭，碗式光聲探頭包括碗型外部支架，外部支架的外部設有雷射擴束器，外部支架的內壁為內層漫反射腔壁，內層漫反射腔壁上設有超聲換能器。掃描時，在碗式光聲探頭內注入超聲耦合劑，被測乳腺置入碗式光聲探頭內，通過反射鏡將雷射器發出的光束引入到碗式探頭內，擴束後並經超聲換能器探測各個角度的光聲信號，傳輸到處理器中，合成乳腺的三維光聲圖像。本發明提供的無創可攜式光聲乳腺掃描儀裝置，利用光聲成像技術，並結合常規超聲成像技術，可對乳房進行高對比度、高精度和深度的快速掃描成像，實現無創無輻射地對乳房癌進行早期診斷與治療。
文檔編號A61B8/00GK102512202SQ201110414200
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者崔崤嶢, 簡小華 申請人:蘇州生物醫學工程技術研究所