本發(fā)明涉及顯微成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

光聲成像是近些年來(lái)發(fā)展迅速的一種無(wú)損醫(yī)學(xué)成像方法，結(jié)合了純超聲成像的高穿透特性和純光學(xué)成像的高對(duì)比度特性。它是以脈沖激光作為激勵(lì)源、光聲信號(hào)作為信息載體，根據(jù)不同生物組織對(duì)特定波長(zhǎng)激光具有差別較大的光學(xué)吸收系數(shù)進(jìn)而輻射不同強(qiáng)度超聲波的原理進(jìn)行成像，通過對(duì)采集到的光聲信號(hào)進(jìn)行圖像重建處理而得到組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的一種成像方法。光聲成像技術(shù)將光學(xué)和聲學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，部分地克服了光在組織中傳播時(shí)組織的強(qiáng)散射效應(yīng)對(duì)成像的影響，因此光聲成像技術(shù)具有比純光學(xué)成像技術(shù)更好的生物組織穿透性。光聲信號(hào)既依賴于生物組織的光學(xué)特性，也依賴于生物組織的聲學(xué)特性，能夠給醫(yī)學(xué)診斷提供大量的有效信息，所以光聲成像技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，正逐漸成為生物組織無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

光聲顯微鏡(Photoacoustic microscope，PAM)使用掃描的方式獲得信號(hào)，而不需要復(fù)雜的重建算法。掃描的方式主要有兩種，第一種是通過掃描一個(gè)聚焦的超聲探測(cè)器以獲取光聲圖像，這種方式被稱為超聲分辨率光聲顯微鏡，它通過超聲來(lái)進(jìn)行定位，分辨率決定于超聲探頭的帶寬以及中心頻率。第二種掃描方式是采用會(huì)聚的激光束進(jìn)行掃描，通過這樣的方式能達(dá)到光學(xué)分辨率的光聲成像，它的分辨率取決于會(huì)聚激光束的衍射極限，因此它也被稱為光學(xué)分辨率光聲顯微鏡。

然而，當(dāng)光學(xué)分辨率光聲顯微鏡的成像對(duì)象表面平整度不高時(shí)，由于激光的焦點(diǎn)和超聲探頭的聲焦點(diǎn)的客觀存在，使得在使用傳統(tǒng)激光束掃描方式時(shí)，獲得的光聲信號(hào)并不總能具有較強(qiáng)的均勻的功率密度，這對(duì)成像質(zhì)量造成極大的不利影響，也使光學(xué)分辨率光聲顯微鏡的應(yīng)用范圍被限制在平整度較高的材料(如半導(dǎo)體硅片)或者生物組織(如小鼠的耳部血管)的成像上，而無(wú)法對(duì)平整度較低的材料或者生物組織(如小鼠腦部)進(jìn)行較好的成像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)，用以自動(dòng)調(diào)整掃描系統(tǒng)與待測(cè)組織表面之間的距離，解決光學(xué)分辨率光聲顯微鏡無(wú)法對(duì)平整度較低的材料或者生物組織進(jìn)行高品質(zhì)成像的問題。

為此目的，本發(fā)明提出了一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng),包括：

主控裝置，與所述主控裝置連接的激光器、超聲探頭、紅外測(cè)距裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，所述激光器用于發(fā)射激光束，所述激光束依次通過光纖束和物鏡聚焦在待測(cè)組織表面，產(chǎn)生光聲信號(hào)；所述物鏡、所述超聲探頭和所述紅外測(cè)距裝置的相對(duì)位置固定；

當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置位于待測(cè)組織的第一位置點(diǎn)上方時(shí)，所述紅外測(cè)距裝置用于檢測(cè)所述超聲探頭與所述第一位置點(diǎn)之間的第一垂直距離并傳輸至所述主控裝置；

所述主控裝置用于控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭和所述物鏡移動(dòng)到至所述第一位置點(diǎn)上方，同時(shí)所述紅外測(cè)距裝置移動(dòng)至所述待測(cè)組織的第二位置點(diǎn)上方；當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置位于所述第二位置點(diǎn)上方時(shí)，所述紅外測(cè)距裝置還用于檢測(cè)所述超聲探頭與第二位置點(diǎn)之間的第二垂直距離并傳輸至所述主控裝置；

所述主控裝置還用于根據(jù)所述第一垂直距離和第二垂直距離控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭和所述物鏡移動(dòng)到至所述第二位置點(diǎn)上方，使所述超聲探頭與所述第二位置點(diǎn)之間的距離等于所述第一垂直距離；

所述超聲探頭用于采集所述第一位置點(diǎn)和第二位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào)并傳輸至所述主控裝置。

優(yōu)選的，所述主控裝置包括數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)所述超聲探頭采集的各個(gè)位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào)，并通過最大值投影法重建光聲圖像。

優(yōu)選的，所述主控裝置還包括：與所述數(shù)據(jù)處理單元連接的數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)采集單元包括：分別與所述超聲探頭、紅外測(cè)距裝置和激光器連接的主控電路，以及依次連接的時(shí)間增益補(bǔ)償放大單元、預(yù)濾波單元、A/D轉(zhuǎn)換單元；所述主控電路連接所述時(shí)間增益補(bǔ)償放大單元；

所述主控電路用于向所述激光器發(fā)送脈沖激光發(fā)射控制信號(hào)，并接收所述超聲探頭返回的光聲信號(hào)，還用于向所述紅外測(cè)距裝置發(fā)送距離檢測(cè)控制信號(hào)。

所述時(shí)間增益補(bǔ)償放大單元用于對(duì)所述光聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)間增益補(bǔ)償放大處理；

所述預(yù)濾波單元用于將放大處理后的光聲信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波處理；

所述A/D轉(zhuǎn)換單元用于將經(jīng)過預(yù)濾波的所述光聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字光聲信號(hào)。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集單元還包括：與所述A/D轉(zhuǎn)換單元連接的數(shù)據(jù)緩存單元、與所述數(shù)據(jù)緩存單元連接的數(shù)據(jù)傳輸單元；

所述數(shù)據(jù)緩存單元用于對(duì)所述數(shù)字光聲信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)；

所述數(shù)據(jù)傳輸單元用于將所述數(shù)據(jù)緩存單元存儲(chǔ)的數(shù)字光聲信號(hào)傳輸至所述數(shù)據(jù)處理單元。

優(yōu)選的，所述物鏡的焦點(diǎn)與所述超聲探頭的焦點(diǎn)一致且對(duì)準(zhǔn)所述待測(cè)組織表面。

優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括：三維掃描平臺(tái)，所述物鏡、超聲探頭、紅外測(cè)距裝置和光纖束均固定在所述三維掃描平臺(tái)的支架上；

所述驅(qū)動(dòng)裝置為連接所述主控裝置的步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)用于在所述主控裝置的控制下，驅(qū)動(dòng)所述三維掃描平臺(tái)在豎直方向上移動(dòng)，以調(diào)整所述超聲探頭與所述待測(cè)組織表面之間的距離。

優(yōu)選的，所述步進(jìn)電機(jī)為3臺(tái)，用于控制所述三維掃描平臺(tái)分別在x軸、y軸、z軸三個(gè)方向上移動(dòng)。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種采用上述任意一種所述的系統(tǒng)進(jìn)行光聲顯微成像自適應(yīng)掃描的方法，該方法包括：

當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置位于待測(cè)組織的第一位置點(diǎn)上方時(shí)，控制所述紅外測(cè)距裝置檢測(cè)所述超聲探頭與所述第一位置點(diǎn)之間的第一垂直距離；

控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭和所述物鏡移動(dòng)到至所述第一位置點(diǎn)上方，同時(shí)控制所述紅外測(cè)距裝置移動(dòng)至所述待測(cè)組織的第二位置點(diǎn)上方；

當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置位于所述第二位置點(diǎn)上方時(shí)，控制所述紅外測(cè)距裝置檢測(cè)所述超聲探頭與第二位置點(diǎn)之間的第二垂直距離；

根據(jù)所述第一垂直距離和第二垂直距離控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭和所述物鏡移動(dòng)到至所述第二位置點(diǎn)上方，使所述超聲探頭與所述第二位置點(diǎn)之間的距離等于所述第一垂直距離；

控制所述超聲探頭采集所述第一位置點(diǎn)和第二位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào)。

優(yōu)選的，該方法還包括：

通過數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)各個(gè)位置點(diǎn)采集的所述光聲信號(hào)，通過最大值投影法重建光聲圖像。

優(yōu)選的，在所述根據(jù)各個(gè)位置點(diǎn)采集的所述光聲信號(hào)，通過最大值投影法重建光聲圖像之前，還包括：

對(duì)所述光聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)間增益補(bǔ)償放大處理；

將放大處理后的光聲信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波處理；

將經(jīng)過預(yù)濾波的所述光聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字光聲信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)，通過紅外測(cè)距裝置檢測(cè)超聲探頭與待測(cè)組織表面第一位置點(diǎn)之間的距離以及超聲探頭與待測(cè)組織表面第二位置點(diǎn)之間的距離，以此控制超聲探頭在移動(dòng)至第二位置點(diǎn)時(shí)，超聲探頭與第二位置點(diǎn)之間的距離與超聲探頭與第一位置點(diǎn)之間的距離相同，從而在對(duì)平整度較低的材料或生物組織進(jìn)行成像時(shí)，可以自動(dòng)調(diào)整超聲探頭與待測(cè)組織之間的距離，保證實(shí)時(shí)對(duì)焦，實(shí)現(xiàn)光聲圖像的高分辨率成像。

附圖說(shuō)明

通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)的框架示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)的框架示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

主控裝置1，與所述主控裝置1連接的激光器2、超聲探頭3、紅外測(cè)距裝置4和驅(qū)動(dòng)裝置5，所述激光器2用于發(fā)射激光束，所述激光束依次通過光纖束7和物鏡8聚焦在待測(cè)組織10表面，產(chǎn)生光聲信號(hào)；所述物鏡8、所述超聲探頭3和所述紅外測(cè)距裝置4的相對(duì)位置固定；

當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置4位于待測(cè)組織10的第一位置點(diǎn)上方時(shí)，所述紅外測(cè)距裝置4用于檢測(cè)所述超聲探頭3與所述第一位置點(diǎn)之間的第一垂直距離并傳輸至所述主控裝置1；

所述主控裝置1用于控制所述驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭3和所述物鏡8移動(dòng)到至所述第一位置點(diǎn)上方，同時(shí)所述紅外測(cè)距裝置4移動(dòng)至所述待測(cè)組織10的第二位置點(diǎn)上方；當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置4位于所述第二位置點(diǎn)上方時(shí)，所述紅外測(cè)距裝置4還用于檢測(cè)所述超聲探頭3與第二位置點(diǎn)之間的第二垂直距離并傳輸至所述主控裝置1；

所述主控裝置1還用于根據(jù)所述第一垂直距離和第二垂直距離控制所述驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭3和所述物鏡8移動(dòng)到至所述第二位置點(diǎn)上方，使所述超聲探頭3與所述第二位置點(diǎn)之間的距離等于所述第一垂直距離；

所述超聲探頭3用于采集所述第一位置點(diǎn)和第二位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào)并傳輸至所述主控裝置1。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)可以應(yīng)用于光聲顯微鏡中，其中，該激光器2可以為OPO高能激光器，可以選用德國(guó)Innolas公司spitlight600激光器，脈沖寬度最低為1μs，最大能量90mJ，最高重復(fù)頻率20Hz；超聲探頭3可以選用128陣元的寬帶線陣探頭，探頭帶寬為5～9MHz，陣元間距為0.3mm。該光纖束7可以為高能光纖束7。超聲探頭3的陣元面、光纖束7的出光口正對(duì)待測(cè)組織10，OPO高能激光器發(fā)出的脈沖激光可以經(jīng)過鏡組6作用后照射到待測(cè)組織10的表面，產(chǎn)生光聲信號(hào)。該鏡組6可以包括聚焦透鏡和棱鏡等。物鏡8、超聲探頭3和紅外測(cè)距裝置4可以固定在移動(dòng)平臺(tái)上，使三者的相對(duì)位置固定。

具體的，當(dāng)紅外測(cè)距裝置4位于待測(cè)組織10的第一位置點(diǎn)上方時(shí)，此時(shí)超聲探頭3位于前一位置點(diǎn)，紅外測(cè)距裝置4檢測(cè)超聲探頭3與第一位置點(diǎn)之間的第一垂直距離并傳輸至主控裝置1；主控裝置1控制驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)所超聲探頭3和物鏡8移動(dòng)到至第一位置點(diǎn)上方，此時(shí)紅外測(cè)距裝置4移動(dòng)至待測(cè)組織10的第二位置點(diǎn)上方；主控裝置1控制激光器2發(fā)出脈沖激光，脈沖激光經(jīng)過鏡組6作用并通過光纖束7和物鏡8照射在待測(cè)組織10表面的第一位置點(diǎn)，并產(chǎn)生光聲信號(hào)，超聲探頭3采集第一位置處的光聲信號(hào)。當(dāng)紅外測(cè)距裝置4位于第二位置點(diǎn)上方時(shí)，紅外測(cè)距裝置4檢測(cè)所述超聲探頭3與第二位置點(diǎn)之間的第二垂直距離并傳輸至所述主控裝置1(此時(shí)超聲探頭3位于第一位置點(diǎn)上方)；主控裝置1根據(jù)第一垂直距離和第二垂直距離控制驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭3和物鏡8移動(dòng)到至所述第二位置點(diǎn)上方，使所述超聲探頭3與所述第二位置點(diǎn)之間的距離等于所述第一垂直距離；主控裝置1控制激光器2發(fā)出脈沖激光，脈沖激光經(jīng)過鏡組6作用并通過光纖束7和物鏡8照射在待測(cè)組織10表面的第二位置點(diǎn)，并產(chǎn)生光聲信號(hào)，超聲探頭3采集第二位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào)。超聲探頭3將采集的第一位置點(diǎn)和第二位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào)傳輸至主控裝置1。

本發(fā)明實(shí)施例提供的光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)，通過紅外測(cè)距裝置4檢測(cè)超聲探頭3與待測(cè)組織10表面第一位置點(diǎn)之間的距離以及超聲探頭3與待測(cè)組織10表面第二位置點(diǎn)之間的距離，以此控制超聲探頭3在移動(dòng)至第二位置點(diǎn)時(shí)，超聲探頭3與第二位置點(diǎn)之間的距離與超聲探頭3與第一位置點(diǎn)之間的距離相同，從而在對(duì)平整度較低的材料或生物組織進(jìn)行成像時(shí)，可以自動(dòng)調(diào)整超聲探頭3與待測(cè)組織10之間的距離，保證實(shí)時(shí)對(duì)焦，實(shí)現(xiàn)光聲圖像的高分辨率成像。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)，所述主控裝置1包括數(shù)據(jù)處理單元11，所述數(shù)據(jù)處理單元11用于根據(jù)所述超聲探頭3采集的各個(gè)位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào)，并通過最大值投影法重建光聲圖像。

其中，所述主控裝置1還包括：與所述數(shù)據(jù)處理單元11連接的數(shù)據(jù)采集單元12，所述數(shù)據(jù)采集單元12包括：分別與所述超聲探頭3、紅外測(cè)距裝置4和激光器2連接的主控電路121，以及依次連接的TGC(時(shí)間增益補(bǔ)償)放大單元122、預(yù)濾波單元123、A/D轉(zhuǎn)換單元124；所述主控電路121連接所述TGC放大單元122；

所述主控電路121用于向所述激光器2發(fā)送脈沖激光發(fā)射控制信號(hào)，并接收所述超聲探頭3返回的光聲信號(hào)，還用于向所述紅外測(cè)距裝置4發(fā)送距離檢測(cè)控制信號(hào)。

所述TGC放大單元122用于對(duì)所述光聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)間增益補(bǔ)償放大處理；

所述預(yù)濾波單元123用于將放大處理后的光聲信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波處理；

所述A/D轉(zhuǎn)換單元124用于將經(jīng)過預(yù)濾波的所述光聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字光聲信號(hào)。

其中，所述數(shù)據(jù)采集單元12還包括：與所述A/D轉(zhuǎn)換單元124連接的數(shù)據(jù)緩存單元125、與所述數(shù)據(jù)緩存單元125連接的數(shù)據(jù)傳輸單元126；

所述數(shù)據(jù)緩存單元125用于對(duì)所述數(shù)字光聲信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)；

所述數(shù)據(jù)傳輸單元126用于將所述數(shù)據(jù)緩存單元125存儲(chǔ)的數(shù)字光聲信號(hào)傳輸至所述數(shù)據(jù)處理單元11。

具體的，主控電路121控制激光器2發(fā)出脈沖激光，脈沖激光經(jīng)過鏡組6作用并通過光纖束7后，照射在待測(cè)組織10表面的第一位置點(diǎn)，并產(chǎn)生光聲信號(hào)，超聲探頭3采集該位置處的光聲信號(hào)，并傳輸至主控電路121，之后通過依次連接的TGC放大單元122、預(yù)濾波單元123、A/D轉(zhuǎn)換單元124、數(shù)據(jù)緩存單元125和數(shù)據(jù)傳輸單元126可以對(duì)該光聲信號(hào)進(jìn)行同步放大、預(yù)濾波、A/D轉(zhuǎn)換和緩存，最后上傳到數(shù)據(jù)處理單元11，由數(shù)據(jù)處理單元11根據(jù)超聲探頭3采集的各個(gè)位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào)，并通過最大值投影法重建光聲圖像。其中，數(shù)據(jù)緩存單元125可以為基于FPGA的數(shù)據(jù)采集電路，該數(shù)據(jù)傳輸單元126可以為USB數(shù)據(jù)傳輸電路。其中，主控電路121與除預(yù)濾波單元123以外的其他單元(TGC放大單元122、A/D轉(zhuǎn)換單元124、數(shù)據(jù)緩存單元125和數(shù)據(jù)傳輸單元126)均電氣連接。與超聲探頭3的移動(dòng)方向?qū)?yīng)的紅外測(cè)距裝置4可以位于第二位置點(diǎn)的上方，用于檢測(cè)超聲探頭3與待測(cè)組織10第二位置點(diǎn)之間的第二垂直距離，可以由主控電路121控制紅外測(cè)距裝置4進(jìn)行超聲探頭3與待測(cè)組織10之間距離的測(cè)量，紅外測(cè)距裝置4檢測(cè)的結(jié)果返回給主控電路121，可以由主控電路121控制驅(qū)動(dòng)裝置5，帶動(dòng)超聲探頭3和光纖束7出光口(包括物鏡8)到達(dá)第二位置點(diǎn)上方，在超聲探頭3和光纖束7出光口到達(dá)第二位置點(diǎn)時(shí)，可以由主控電路121根據(jù)紅外測(cè)距裝置4返回的結(jié)果(即超聲探頭3與第二位置點(diǎn)之間的距離)控制驅(qū)動(dòng)裝置5帶動(dòng)超聲探頭3、紅外測(cè)距裝置4和光纖束7的出光口移動(dòng)，從而調(diào)整光纖束7的出光口和超聲探頭3與待測(cè)組織10之間的距離，使該距離與超聲探頭3位于第一位置點(diǎn)上方時(shí)的距離相等。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述物鏡8的焦點(diǎn)與所述超聲探頭3的焦點(diǎn)一致且對(duì)準(zhǔn)所述待測(cè)組織10表面。優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括：三維掃描平臺(tái)9，所述物鏡8、超聲探頭3、紅外測(cè)距裝置4和光纖束7均固定在所述三維掃描平臺(tái)9的支架上；所述驅(qū)動(dòng)裝置5為連接所述主控裝置1的步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)用于在所述主控裝置1的控制下，驅(qū)動(dòng)所述三維掃描平臺(tái)9在豎直方向上移動(dòng)，以調(diào)整所述超聲探頭3與所述待測(cè)組織10表面之間的距離。

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)，所述光纖束7的出光口通過物鏡8將所述脈沖激光照射到所述待測(cè)組織10表面；所述物鏡8的焦點(diǎn)與所述超聲探頭3的焦點(diǎn)一致且對(duì)準(zhǔn)所述待測(cè)組織10表面。其中，為了便于調(diào)整物鏡8、超聲探頭3、紅外測(cè)距裝置4以及光纖束7，該系統(tǒng)還包括：三維掃描平臺(tái)9，所述物鏡8、超聲探頭3、紅外測(cè)距裝置4和光纖束7均固定在所述三維掃描平臺(tái)9的支架上；驅(qū)動(dòng)裝置5包括連接所述主控電路的步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)用于在所述主控電路的控制下，驅(qū)動(dòng)所述三維掃描平臺(tái)9在豎直方向上移動(dòng)，以調(diào)整所述超聲探頭3與所述待測(cè)組織10表面之間的距離以及所述物鏡8(即光纖束7出光口)與所述待測(cè)組織10表面之間的距離。需要說(shuō)明的是，由于物鏡8、超聲探頭3、紅外測(cè)距裝置4和光纖束7均固定在所述三維掃描平臺(tái)9的支架上，所以主控電路通過控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)三維掃描平臺(tái)9的上下移動(dòng)，就可以帶動(dòng)該平臺(tái)支架上的物鏡8、超聲探頭3、紅外測(cè)距裝置4和光纖束7一起上下移動(dòng)，從而可以改變超聲探頭3與待測(cè)組織10之間的距離，以及物鏡8與待測(cè)組織10之間的距離，但不改變超聲探頭3和物鏡8的相對(duì)距離。其中，該紅外測(cè)距裝置46可以為兩個(gè)，分別裝配在三維掃描平臺(tái)9的X軸的兩個(gè)方向上。該主控電路可以包括用于控制該步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制器以及RS485數(shù)據(jù)傳輸電路，相應(yīng)的，該數(shù)據(jù)處理單元11可以為高能計(jì)算機(jī)，該高能計(jì)算機(jī)具有連接步進(jìn)電機(jī)控制器的RS485接口以及與USB數(shù)據(jù)傳輸電路連接的PCIE接口。

進(jìn)一步的，該步進(jìn)電機(jī)可以為3臺(tái)，用于控制所述三維掃描平臺(tái)9分別在x軸、y軸、z軸三個(gè)方向上移動(dòng)。其中，該三維掃描平臺(tái)9還可以包括面包板，用于各種電路單元的組裝。舉例來(lái)說(shuō)，可以用于數(shù)據(jù)采集單元12的裝配。

如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光聲顯微成像自適應(yīng)掃描方法，該方法可以采用上述實(shí)施例所述的光聲顯微成像自適應(yīng)掃描系統(tǒng)，該方法包括以下步驟:

S1：當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置4位于待測(cè)組織10的第一位置點(diǎn)上方時(shí)，控制所述紅外測(cè)距裝置4檢測(cè)所述超聲探頭3與所述第一位置點(diǎn)之間的第一垂直距離；

S2：控制所述驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭3和所述物鏡8移動(dòng)到至所述第一位置點(diǎn)上方，同時(shí)控制所述紅外測(cè)距裝置4移動(dòng)至所述待測(cè)組織10的第二位置點(diǎn)上方；

S3：當(dāng)所述紅外測(cè)距裝置4位于所述第二位置點(diǎn)上方時(shí)，控制所述紅外測(cè)距裝置4檢測(cè)所述超聲探頭3與第二位置點(diǎn)之間的第二垂直距離；

S4：根據(jù)所述第一垂直距離和第二垂直距離控制所述驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭3和所述物鏡8移動(dòng)到至所述第二位置點(diǎn)上方，使所述超聲探頭3與所述第二位置點(diǎn)之間的距離等于所述第一垂直距離；

S5：控制所述超聲探頭3采集所述第一位置點(diǎn)和第二位置點(diǎn)產(chǎn)生的光聲信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的光聲顯微成像自適應(yīng)掃描方法，通過紅外測(cè)距裝置4檢測(cè)超聲探頭3與待測(cè)組織10表面第一位置點(diǎn)之間的距離以及超聲探頭3與待測(cè)組織10表面第二位置點(diǎn)之間的距離，以此控制超聲探頭3在移動(dòng)至第二位置點(diǎn)時(shí)，超聲探頭3與第二位置點(diǎn)之間的距離與超聲探頭3與第一位置點(diǎn)之間的距離相同，從而在對(duì)平整度較低的材料或生物組織進(jìn)行成像時(shí)，可以自動(dòng)調(diào)整超聲探頭3與待測(cè)組織10之間的距離，保證實(shí)時(shí)對(duì)焦，實(shí)現(xiàn)光聲圖像的高分辨率成像。

優(yōu)選的，該方法還包括：

通過數(shù)據(jù)處理單元11根據(jù)各個(gè)位置點(diǎn)采集的所述光聲信號(hào)，通過最大值投影法重建光聲圖像。

優(yōu)選的，在所述根據(jù)各個(gè)位置點(diǎn)采集的所述光聲信號(hào)，通過最大值投影法重建光聲圖像之前，還包括：

對(duì)所述光聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)間增益補(bǔ)償放大處理；

將放大處理后的光聲信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波處理；

將經(jīng)過預(yù)濾波的所述光聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字光聲信號(hào)。

對(duì)于與系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的光聲顯微成像自適應(yīng)掃描方法實(shí)施例而言，由于其與系統(tǒng)實(shí)施例基本相似，達(dá)到的技術(shù)效果也與系統(tǒng)實(shí)施例起到的效果相同，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。

雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。