專利名稱：B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀及其掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲成像診斷裝置領(lǐng)域，具體涉及B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀及其掃描方法。
背景技術(shù)：
乳腺疾病作為婦女的常見病、多發(fā)病越來越受到人們重視，現(xiàn)代乳腺醫(yī)學(xué)的一個主要目標(biāo)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(shù)有鉬靶乳腺X線攝影是利用軟射線穿透乳腺軟組織，達(dá)到對乳腺內(nèi)組織進(jìn)行診斷的目的，其特點(diǎn)是簡便、快捷、無痛苦、準(zhǔn)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(shù)是術(shù)前診斷乳腺疾病準(zhǔn)確率最高的影像學(xué)方法，具有圖像清晰，對比度適宜等優(yōu)點(diǎn)，可清楚顯示乳房內(nèi)小于Icm的結(jié)節(jié)性病灶，并可準(zhǔn)確定性、定位。但鉬靶乳腺X線攝影圖像屬于組織重疊投影，因此不利于準(zhǔn)確定位，也不利于囊實(shí)性病變的鑒別。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，由于乳腺組織的多樣性和復(fù)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(jié)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(dá)到對乳腺成像的目的。超聲檢查尤其是彩色多普勒檢查(CDFI)對于乳腺疾病的診斷及輔助治療是一種非常有價值的影像學(xué)檢查方法。該方法能清晰顯示乳腺內(nèi)各層結(jié)構(gòu)，在致密型乳腺中發(fā)現(xiàn)腫塊，并鑒別囊性及實(shí)性。而且無輻射性，操作簡單，不需要擠壓乳腺，適合于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(zhǔn)確性為66%，存在假陰性的可能，診斷準(zhǔn)確性很大程度上取決于使用的設(shè)備及檢查醫(yī)生的個人經(jīng)驗(yàn)。對成簇狀微小鈣化的檢出率極低，敏感性仍不如X線攝影，對小于1厘米的腫塊確診困難。
CT乳腺檢查一般常作為乳腺X線攝影和超聲檢查的補(bǔ)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(yōu)點(diǎn)是密度分辨率較乳腺X攝影高，可以不受投照體位限制，常規(guī)掃描范圍廣。但CT乳腺檢查對鑒別囊實(shí)性病變的準(zhǔn)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(shù)由于具有極好的軟組織分辨率及無輻射的特點(diǎn)，對乳腺檢查具有獨(dú)到的優(yōu)勢，在某些方面彌補(bǔ)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(bǔ)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，檢查相對比較復(fù)雜，時間相對較長，同時又受到呼吸運(yùn)動偽影的干擾，在一定程度上影響了圖像質(zhì)量，限制了其推廣和應(yīng)用。目前我國MRI對乳腺的檢查仍處于研究階段，診斷經(jīng)驗(yàn)相對不足，且MRI檢查價格昂，對乳腺癌診斷的準(zhǔn)確性僅為39%，明顯低于常規(guī)的鉬靶乳腺X線攝影，而且即使增強(qiáng)檢查后定性診斷仍存在一定的困難，對患者造成了很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
由上所述，可見目前常規(guī)的乳腺掃描成像技術(shù)均存在著各自不同的缺陷，尤其在成像分辨率和診斷正確性方面均有很大的提升需求。光聲成像技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新的無創(chuàng)醫(yī)學(xué)成像方法。當(dāng)脈沖光照射到生物組織中時，組織吸收光產(chǎn)生熱膨脹將產(chǎn)生攜帶了組織的光吸收特征信息的光聲信號， 通過測量光聲信號就能重建出組織中的結(jié)構(gòu)和功能圖像。光聲成像技術(shù)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(shù)能很好地結(jié)合光學(xué)和超聲這兩種成像技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)由于可探測超聲信號，所以該技術(shù)克服了純光學(xué)成像技術(shù)在成像深度與分辨率上不可兼得的不足；另外，光聲技術(shù)的圖像差異來源于組織光學(xué)吸收特性的不同，這就能夠有效地補(bǔ)充純超聲成像技術(shù)在對比度和功能性方面的缺陷.所以，光聲技術(shù)有可能實(shí)現(xiàn)對組織體較大深度的高分辨率、高對比度的結(jié)構(gòu)和功能成像.也正是源于光聲成像技術(shù)該獨(dú)特的優(yōu)勢，使得該技術(shù)在近年來贏得了普遍的重視，并且得到快速的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，利用光聲成像技術(shù)，提供B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀及其掃描方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀，由脈沖激光光源、光纖耦合器、光功率計(jì)、光照射頭、B超超聲成像儀和用于處理相關(guān)信號及圖像的計(jì)算機(jī)組成，其中，在B超超聲成像儀的B超探頭的兩側(cè)捆縛有兩根光纖束，在光纖束的出射端有一擴(kuò)束鏡組成照射頭系統(tǒng)。利用所述B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀進(jìn)行掃描的方法，具體步驟如下 步驟1)在B超超聲成像儀的B超探頭及被測乳腺上涂抹超聲耦合劑；
步驟2)打開脈沖激光光源，將光耦合入光纖中，通過一 1x2光纖耦合器將入射激光分束成兩路，其中一路連接到光功率計(jì)上實(shí)時監(jiān)測激光輸出強(qiáng)度控制在人體組織可接受的安全范圍內(nèi)，另一路則進(jìn)入另一 1x2光纖耦合器內(nèi)，出射的兩路激光由捆綁在超聲探頭兩側(cè)的光纖束和擴(kuò)束鏡照射到B超探頭前端的乳腺上；
步驟3)在步驟2)的同時啟動B超探頭，使之本身按正常工作模式發(fā)射超聲波； 步驟4) B超探頭采集乳房由光聲作用產(chǎn)生的光聲信號和反射回來的B超信號，并傳輸至計(jì)算機(jī)中經(jīng)相關(guān)信號、圖像處理后實(shí)時二維成像。步驟5)移動B超探頭至乳腺下一掃描位置，重復(fù)步驟4)采集該處光聲信號和超
聲信號；
步驟6)重復(fù)步驟5)直至完成對整個乳腺的掃描。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)為
本發(fā)明提供的B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀作為一種無創(chuàng)便攜式光聲乳腺掃描儀裝置，利用光聲成像技術(shù)，并結(jié)合常規(guī)B超成像技術(shù)，可對乳房進(jìn)行高對比度、高精度和深度的多模式快速掃描成像，實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)無輻射地對乳房癌的早期診斷與治療。通過光纖束將激光引射到乳腺上，產(chǎn)生光聲信號，利用常規(guī)的B超探頭即可探測光聲作用產(chǎn)生的超聲信號。


圖1本發(fā)明的一種B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的一種B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號說明31. B超探頭，32.光纖束，33.擴(kuò)束器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1結(jié)合圖1和圖2所示。本發(fā)明的一種B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀，儀器整體與普通B超超聲成像儀相同，包括脈沖激光光源、光纖耦合器、光功率計(jì)、光照射頭、B超超聲成像儀和用于處理相關(guān)信號及圖像的計(jì)算機(jī)，其中，在B超探頭31的兩側(cè)捆縛上兩跟光纖束 32，在光纖束32的出射端有一擴(kuò)束鏡33組成照射頭系統(tǒng)。在儀器工作時，通過光纖束32 將激光引射到乳腺上，產(chǎn)生光聲信號，而B超探頭31不再需自身發(fā)射超聲信號，只需探測光聲作用產(chǎn)生的超聲信號即可。該掃描儀結(jié)合光聲成像技術(shù)與B超成像技術(shù)，可同時獲取光聲信號和B超回波信號。
當(dāng)然也可以同時令B超探頭正常工作，只是在后期處理時，需將光聲信號從采集到的超聲信號中分離出來，亦或者將光聲信號當(dāng)作普通B超信號的有效補(bǔ)充。此外，也可采用波長連續(xù)可調(diào)的脈沖激光器，實(shí)現(xiàn)對乳腺的多光譜光聲掃描成像。
利用此B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀進(jìn)行掃描的方法，具體如下 步驟1)在B超超聲成像儀的B超探頭31及被測乳腺上涂抹超聲耦合劑；步驟2)打開脈沖激光光源，將光耦合入光纖中，通過一 1x2光纖耦合器將入射激光分束成兩路，其中一路連接到光功率計(jì)上實(shí)時監(jiān)測激光輸出強(qiáng)度控制在人體組織可接受的安全范圍內(nèi)，另一路則進(jìn)入另一 1x2光纖耦合器內(nèi)，出射的兩路激光由捆綁在超聲探頭兩側(cè)的光纖束32和擴(kuò)束鏡33照射到B超探頭31前端的乳腺上；步驟3)在步驟2)的同時啟動B超探頭31，使之本身按正常工作模式發(fā)射超聲波； 步驟4)B超探頭31采集乳房由光聲作用產(chǎn)生的光聲信號和反射回來的B超信號，并傳輸至計(jì)算機(jī)中經(jīng)相關(guān)信號、圖像處理后實(shí)時二維成像。
步驟5)移動B超探頭至乳腺下一掃描位置，重復(fù)步驟4)采集該處光聲信號和超聲信號；步驟6)重復(fù)步驟5)直至完成對整個乳腺的掃描。
上述實(shí)施例只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的實(shí)質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀，由脈沖激光光源、光纖耦合器、光功率計(jì)、光照射頭、B超超聲成像儀和用于處理相關(guān)信號及圖像的計(jì)算機(jī)組成，其特征在于，在B超超聲成像儀的B超探頭(31)的兩側(cè)捆縛有兩根光纖束(32)，在光纖束(32)的出射端有一擴(kuò)束鏡(33)組成照射頭系統(tǒng)。
2.一種利用如權(quán)利要求1所述的B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀進(jìn)行掃描的方法，其特征在于，具體步驟如下步驟1)在B超超聲成像儀的B超探頭(31)及被測乳腺上涂抹超聲耦合劑； 步驟2)打開脈沖激光光源，將光耦合入光纖中，通過一 1x2光纖耦合器將入射激光分束成兩路，其中一路連接到光功率計(jì)上實(shí)時監(jiān)測激光輸出強(qiáng)度控制在人體組織可接受的安全范圍內(nèi)，另一路則進(jìn)入另一 1x2光纖耦合器內(nèi)，出射的兩路激光由捆綁在超聲探頭兩側(cè)的光纖束(32)和擴(kuò)束鏡(33)照射到B超探頭(31)前端的乳腺上；步驟3)在步驟2)的同時啟動B超探頭(31)，使之本身按正常工作模式發(fā)射超聲波； 步驟4)B超探頭(31)采集乳房由光聲作用產(chǎn)生的光聲信號和反射回來的B超信號，并傳輸至計(jì)算機(jī)中經(jīng)相關(guān)信號、圖像處理后實(shí)時二維成像；步驟5)移動B超探頭至乳腺下一掃描位置，重復(fù)步驟4)采集該處光聲信號和超聲信號；步驟6)重復(fù)步驟5)直至完成對整個乳腺的掃描。
全文摘要
本發(fā)明提供B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀及其掃描方法，B超探頭式光聲成像乳腺掃描儀是在B超超聲成像儀的B超探頭兩側(cè)捆縛上兩光纖束。掃描時，先在B超探頭及被測乳腺上涂抹超聲耦合劑，然后打開激光光源，由B超探頭兩側(cè)的光纖束，將光束引導(dǎo)到B超探頭前端的乳腺上；超聲探頭采集乳房由光聲作用產(chǎn)生的光聲信號，并傳輸至計(jì)算機(jī)中經(jīng)相關(guān)信號、圖像處理后實(shí)時二維成像。本發(fā)明提供的無創(chuàng)便攜式光聲乳腺掃描儀裝置，對乳房進(jìn)行高對比度、高精度和深度的多模式快速掃描成像，實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)無輻射地對乳房癌的早期診斷與治療。本發(fā)明通過光纖束將激光引射到乳腺上，產(chǎn)生光聲信號，利用常規(guī)的B超探頭即可探測光聲作用產(chǎn)生的超聲信號，十分簡捷方便。
文檔編號A61B8/08GK102512207SQ20111041420
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者崔崤峣, 簡小華 申請人:蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所