CN111528921B - 一种信息采集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及信息采集技术领域，尤其涉及一种信息采集装置。本发明提供的信息采集装置中，激光源发射的激光通过第一分立端光纤传输至自聚焦耦合光纤，自聚焦耦合光纤输出的自聚焦激光束透过透明超声探头聚焦在待测样品表面产生光声信号，透明超声探头接收光声信号；含稀土的压电元件受激光激发产生荧光，荧光照射到待测样品产生光信号，光信号通过透明超声探头经自聚焦耦合光纤、第二分立端光纤传输至微型CCD图像传感器；透明探头还可以自身发射和接收超声波信号。该装置可采集待测样品的光信号、光声信号和超声波信号，对三种信号分析处理成像后即可观测待测样品内部的情况，三种信号成像结果相互比对，优缺互补，可大大提高检测的准确度。

Description

一种信息采集装置
技术领域
本发明涉及信息采集技术领域，尤其涉及一种信息采集装置。
背景技术
随着经济水平的快速发展，人民生活水平的急速提高，血管类疾病的威胁也日益凸显，其发病率逐年上升。传统的血管检测方法有磁共振血管造影，CT血管造影等，这些方法虽然可以很好的显示血管的外部形态与内部轮廓，但无法显示血管壁与血管腔内详细的结构，而血管内超声成像利用微型超声换能器，通过血管内部成像来检测管腔大小与管壁结构，能够实时显示血管横断面解剖结构，在各种血管类疾病的检测中发挥着不可替代的作用。
就目前的技术来说，单纯的采集超声信号，利用超声成像获得的图像可能存在伪像，不能完全准确地反映血管的结构。
发明内容
本发明提供了一种信息采集装置，该装置可在血管内采集多种信号，通过多种信号模式成像，可大大提高检测的准确度，避免了对血管检测单纯采集超声信号所获得的图像可能存在伪像，不能完全准确地反映血管内部结构的问题。
其具体技术方案如下：
本发明提供了一种信息采集装置，包括：透明超声探头、激光源、微型CCD图像传感器、第一分立端光纤、第二分立端光纤和自聚焦耦合光纤；
所述第一分立端光纤的第一端与激光源连接，第二端与所述自聚焦耦合光纤的第一端通过光纤耦合器连接，所述自聚焦耦合光纤的第二端与所述透明超声探头连接；
所述第二分立端光纤的第一端与所述微型CCD图像传感器连接，第二端与所述自聚焦耦合光纤的第一端通过光纤耦合器连接；
所述激光源用于发射激光，所述激光经所述第一分立端光纤和所述自聚焦耦合光纤并通过所述透明超声探头照射到待测样品上产生光声信号；
所述透明超声探头内设置有含稀土的压电元件，所述含稀土的压电元件用于被所述激光激发产生荧光，所述荧光照射到所述待测样品上产生光信号；
所述透明超声探头用于发射超声波信号并接受所述超声波信号的回波和所述光声信号。
优选地，所述压电元件为含稀土的压电材料。
优选地，所述含稀土的压电元件中的稀土元素选自Eu、Er、Pr、Sm、La、Tb、Gd或Lu。
优选地，所述含稀土的压电元件中的压电材料选自压电单晶、压电陶瓷或压电陶瓷与聚合物形成的复合材料。
优选地，所述待测样品呈腔体状。
优选地，所述待测样品包括血管或管道。
优选地，还包括：第一成像模块和第二成像模块；
第一成像模块与微型CCD图像传感器连接，第二成像模块与透明超声探头连接。
优选地，所述含稀土的压电元件的单元排列方式为单阵元排列、线阵排列或面阵排列。
优选地，所述透明超声探头的形状为凹形或凸形。
优选地，所述激光源为脉冲激光。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种信息采集装置，该装置中激光源发射的激光通过第一分立端光纤传输至自聚焦耦合光纤，自聚焦耦合光纤输出的自聚焦激光束透过透明超声探头聚焦在待测样品表面，产生的光声信号被透明超声探头接收。压电元件受激光激发产生荧光，荧光照射到待测样品产生光信号，光信号经自聚焦耦合光纤、第二分立端光纤输出至微型CCD图像传感器，转换成电信号。透明探头还可以自身发射和接收超声波信号。该装置可采集待测样品的光信号、光声信号和超声波信号，后续对三种信号分析处理成像后即可观测待测样品内部的情况，三种信号成像结果相互比对，优缺互补，可大大提高待测样品检测的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种信息采集装置的结构示意图；
其中，图示说明如下：
1、透明超声探头；2、第一分立端光纤；3、自聚焦耦合光纤；4、微型CCD图像传感器；5、激光源；6、待测样品；7、光纤耦合器；8、第二分立端光纤。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种信息采集装置，用于解决目前对血管检测单纯的采集超声信号并利用超声成像获得的图像可能存在伪像，不能完全准确地反映血管内部结构的问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种信息采集装置的一个实施例，包括：透明超声探头1、激光源5、微型CCD图像传感器4、第一分立端光纤2、第二分立端光纤8和自聚焦耦合光纤3；
第一分立端光纤2的第一端与激光源5连接，第一分立端光纤2的第二端与自聚焦耦合光纤3的第一端通过光纤耦合器7连接，自聚焦耦合光纤3的第二端与透明超声探头1连接；
第二分立端光纤8的第一端与微型CCD图像传感器4连接，第二端与自聚焦耦合光纤3的第一端通过光纤耦合器7连接；
激光源5用于发射激发，激光经第一分立端光纤2和自聚焦耦合光纤3并通过透明超声探头1照射到待测样品6上产生光声信号；透明超声探头1内设置有含稀土的压电元件，含稀土的压电件用于被激光激发后产生荧光，荧光照射到待测样品6上产生光信号；
透明超声探头1用于发射超声波信号并接受超声波信号的回波和光声信号；
本发明实施例中，激光源5发射的激光通过第一分立端光纤2传输至自聚焦耦合光纤3，自聚焦耦合光纤3输出的自聚焦激光束透过透明超声探头1聚焦在待测样品6表面，产生的光声信号被透明超声探头1接收，然后再传输给外界分析处理进行成像。
透明超声探头1内的含稀土的压电元件受激光激发后会产生荧光，荧光照射到待测样品6，待测样品6上反射的光信号经自聚焦耦合光纤3、第二分立端光纤9输出至微型CCD图像传感器4，转换成电信号。
透明探头还可以自身发射和接收超声波信号，然后再传输给外界分析处理进行成像。
本发明实施例提供的信息采集装置可以采集待测样品6的光信号、光声信号和超声波信号，对三种信号进行分析处理成像后可以观测待测样品6内部的情况，大大提高待测样品6检测的准确度。
本发明实施例中，含稀土的压电元件中的稀土元素选自Eu、Er、Pr、Sm、La、Tb、Gd或Lu。含稀土的压电元件中的压电材料选自压电单晶、压电陶瓷或压电陶瓷与聚合物形成的复合材料。
本发明提供的一种信息采集装置的另一个实施例中，待测样品6呈腔体状。
本发明提供的一种信息采集装置的另一个实施例中，待测样品6包括血管或管道，本实施例中优选为血管。
本发明还提供了一种信息采集装置的另一个实施例中，含稀土的压电元件的单元排列方式为单阵元排列、线阵排列或面阵排列。
本发明提供的一种信息采集装置的另一个实施例中，信息采集装置还包括：第一成像模块和第二成像模块；
第一成像模块与微型CCD图像传感器4连接，第二成像模块与透明超声探头1连接。
本发明实施例中，第一成像模块可以实现荧光成像，具体地，光信号经CCD图像传感器4转化为电信号，电信号经过放大，然后转化成数字信号，数字信号经数据处理后形成图像，完成荧光成像。第二成像模块可以实现光声成像和超声波成像，具体地，超声波信号和光声信号转化为电信号，电信号经过放大，然后转化成数字信号，数字信号经数据处理后形成图像，完成超声成像和光声成像。第一成像模块和第二成像模块的成像原理为现有技术，本发明实施例不做赘述。
本发明实施例提供的信息采集装置利用光声成像的高对比度与超声波成像的高穿透深度，实现准确性高、分辨率好、高还原的成像效果，将光声成像结果与超声波成像结果结合在一起进行分析比对，大大提高了检测的准确度。该装置集光声成像、超声成像和荧光成像于一体，相互对比，优缺互补，成像效果好，大大提高了血管内部的检测精度。
本发明提供的一种信息采集装置的另一个实施例中，透明超声探头1的形状为凹形或凸形。透明超声探头1可以为任意形状，本发明实施例对透明超声探头1的形状不做具体限定。
本发明提供的一种信息采集装置的另一个实施例中，激光源5为脉冲激光。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种血管信息采集装置，其特征在于，包括：透明超声探头、激光源、微型CCD图像传感器、第一分立端光纤、第二分立端光纤和自聚焦耦合光纤；
所述第一分立端光纤的第一端与激光源连接，第二端与所述自聚焦耦合光纤的第一端通过光纤耦合器连接，所述自聚焦耦合光纤的第二端与所述透明超声探头连接；
所述第二分立端光纤的第一端与所述微型CCD图像传感器连接，第二端与所述自聚焦耦合光纤的第一端通过光纤耦合器连接；
所述激光源用于发射激光，所述激光经所述第一分立端光纤和所述自聚焦耦合光纤并通过所述透明超声探头照射到血管上产生光声信号；
所述透明超声探头内设置有含稀土的压电元件，所述含稀土的压电元件用于被所述激光激发产生荧光，所述荧光照射到所述血管上产生光信号；
所述透明超声探头用于发射超声波信号并接受所述超声波信号的回波和所述光声信号。
2.根据权利要求1所述的血管信息采集装置，其特征在于，所述含稀土的压电元件中的稀土元素选自Eu、Er、Pr、Sm、La、Tb、Gd或Lu。
3.根据权利要求2所述的血管信息采集装置，其特征在于，所述含稀土的压电元件中的压电材料选自压电单晶、压电陶瓷或压电陶瓷与聚合物形成的复合材料。
4.根据权利要求1所述的血管信息采集装置，其特征在于，还包括：第一成像模块和第二成像模块；
第一成像模块与微型CCD图像传感器连接，第二成像模块与透明超声探头连接。
5.根据权利要求1所述的血管信息采集装置，其特征在于，所述含稀土的压电元件的单元排列方式为单阵元排列、线阵排列或面阵排列。
6.根据权利要求1所述的血管信息采集装置，其特征在于，所述透明超声探头的形状为凹形或凸形。
7.根据权利要求1所述的血管信息采集装置，其特征在于，所述激光源为脉冲激光。
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