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原文传递一种布里渊散射和光学相干弹性成像原位检测的方法

专利名称：	一种布里渊散射和光学相干弹性成像原位检测的方法
摘要：	本发明提供一种布里渊散射和光学相干弹性成像原位检测的方法，采用了波分复用和共焦光路的方法将布里渊散射弹性成像系统和光学相干弹性成像系统集成，然后通过计算机的时序控制系统可以实现两种检测系统互不影响的进行成像检测，从而可以在不移动样品位置的情况下完成样品体弹性模量和剪切弹性模量两种弹性模量的原位检测。本发明的优点是：对两种弹性模量的对比研究可以为临床上众多疾病的诊断和早期预防提供技术支持。这对于目前临床上多种疾病，尤其是多发性眼科疾病的诊断、治疗及预防有着重要的意义和价值。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江西;36
申请人：	南昌航空大学
发明人：	张余宝;朱羿叡;刘严欢;谢成峰;史久林;何兴道
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910638803.2
公开号：	CN110426373A
代理机构：	南昌智旭知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	周超
分类号：	G01N21/47(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	330000 江西省南昌市丰和南大道696号
主权项：	1.一种布里渊散射和光学相干弹性成像原位检测的方法，其特征在于，包括如下步骤： (1)子系统一：声辐射力光学相干弹性成像该系统核心原理是利用超声换能器产生的超声激励在生物组织表面激发出剪切波，然后利用光学相干弹性成像技术获取剪切波在样品表面传播的速度，进而由剪切波波速和组织剪切模量之间的对应关系计算出样品的剪切模量和杨氏模量，可以由以下公式计算得到：式中E为剪切模量，ρ为样品密度，VS为剪切波波速。系统的具体过程如下： 1.宽带光源SLD(1)发射出中心波长为850nm的宽带近红外光，经过中心波长为850nm的光隔离器(2)，中心波长为850nm的光耦合器(3)，分成相功率比为90:10的两束光，其中功率为10％的参考光束经中心波长850nm的准直镜一(4)，光衰减器(5)，聚焦透镜一(6)入射到反射镜(7)，参考光束经反射镜(7)反射后按原路返回到耦合器处； 2.另一束功率为90％的样品光从耦合器出射经过波分复用器(8)，光准直器(9)，扫描振镜(10)，聚焦物镜(11)，环形超声换能器(12)入射到样品处，扫描振镜(10)由计算机(18)的驱动程序控制对样品进行三维扫描，环形超声换能器(12)由计算机(18)驱动程序控制产生MHz的超声波激励，在样品表面产生弹性波，然后样品光和样品组织发生作用之后，其背向散射光被聚焦物镜(11)聚焦后延原路返回到光耦合器(3)和参考光发生干涉；.样品光和参考光干涉之后的干涉光信号从光耦合器(3)的另一通道出射，经准直镜二(13)，聚焦透镜二(14)聚焦到衍射光栅(15)，干涉光经衍射光栅(15)分光，由聚焦透镜三(16)聚焦到COMES相机(17)上，COMES相机(17)由计算机(18)驱动程序控制对干涉信号进行采集处理，此时可以完成光学相干弹性成像系统的检测功能； (2)子系统二：布里渊散射弹性成像该系统核心原理是利用激光在样品内激发出布里渊散射，产生声光效应，由扫描F-P干涉仪和光子接收器来获得样品的布里渊频移，进而得到声速，由声速来计算样品的体弹性模量。可以由以下公式计算得到：式中K为剪切模量，ρ为样品密度，Vc为声子速度。系统的具体过程如下： 3.然后由窄线宽激光器(19)发出波长为532nm的连续激光，经光环形器(20)，波分复用器(8)，准直器，扫描振镜(10)，聚焦物镜(11)，环形超声换能器(12)聚焦到样品处，此时扫描振镜(10)和环形超声换能器(12)均由计算机(18)控制不再进行扫描和超声激励操作，样品的后向布里渊散射信号由聚焦物镜(11)聚焦，沿原光路返回； 4.在光环形器(20)出口出射，经准直镜三(21)，柱面镜一(22)后进入虚拟相控阵光谱仪VIPA一(23)，然后经柱面镜二(24)，矩形光阑一(25)后入射到聚焦透镜四(26)聚焦到虚拟相控阵光谱仪VIPA二(27)，经两次光谱仪的频率选择之后，出射光由聚焦透镜五(28)聚焦到矩形光阑二(29)，然后经聚焦透镜六(30)变成平行光，再由聚焦透镜七(31)对平行光信号进行聚焦到EMCCD(32)上面，由计算机(18)驱动控制EMCCD(32)对布里渊散射光谱进行采集处理。 2.根据权利要求1所述的布里渊散射和光学相干弹性成像原位检测的方法，，其特征在于，子系统一的光路均由光纤连接，聚焦透镜二(14)、衍射光栅(15)15、聚焦透镜三(16)16、COMES相机(17)17组成光栅光谱仪封装模块。 3.根据权利要求1所述的布里渊散射和光学相干弹性成像原位检测的方法，其特征在于，波分复用器(8)，光准直器(9)，窄线宽激光器(19)，光环形器(20)以及准直镜三(21)均为光纤连接，构成布里渊散射弹性成像系统的信号激发光路。
所属类别：	发明专利