(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210895119.4 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 南昌航空大 学 地址 330038 江西省南昌市丰和南大道696 号 (72)发明人 何兴道　石刚　赵游疆　许锦　 史久林　张余宝　郝中骐　谢成峰　 (74)专利代理 机构 南昌洪达专利事务所 3 6111 专利代理师 刘凌峰 (51)Int.Cl. G01N 21/45(2006.01) G01N 21/49(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种基于布里渊-光学相干-散斑的多模态 弹性检测装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于布里渊 ‑光学相干 ‑ 散斑的多模态弹性检测装置， 包括布里渊 ‑光学 相干弹性 成像共路扫描单元、 布里渊散射弹性成 像系统、 光学相干弹性成像系统、 散斑弹性成像 系统和时序控制器， 所述布里渊散射弹性成像系 统和光学相干弹性成像系统用布里渊 ‑光学相干 弹性成像共路扫描单元； 本发明利用布里渊散射 弹性成像能够高精度检测体弹性模量、 光学相干 弹性成像能够快速获得整个样品的弹性分布进 行三维弹性映射和散斑弹性成像的宽场弹性检 测的优势， 对病变组织弹性分布的原位同步成 像， 从而为临床疾病的早期诊断提供科学依据和 技术支撑。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115479920 A 2022.12.16 CN 115479920 A 1.一种基于布里渊 ‑光学相干 ‑散斑的多模态弹性检测装置， 其特征在于： 包括布里渊 ‑ 光学相干弹性成像共路扫描单元、 布里渊散射 弹性成像系统、 光学相干弹性 成像系统、 散斑 弹性成像系统和时序控制器， 所述布里渊散射弹性成像系统和所述光学相干弹性成像系统 共用布里渊 ‑光学相干弹性 成像共路扫描 单元； 所述布里渊 ‑光学相干弹性 成像共路扫描 单 元由二向色镜、 扫描振镜、 第一关学 快门和物镜组成； 所述布里渊散射弹性成像系统包括布里渊信号激发单元和布里渊信号采集单元， 所述 布里渊信号激发单元用于激发布里渊散射信号； 所述布里渊信号采集单元用于采集布里渊 光谱信号， 以计算体弹性模量； 所述光学相干弹性成像系统包括光学相干层析成像单元和声辐射力 激励单元， 所述光 学相干层析成像单元， 用于收集样品内部产生的干涉信号； 所述声辐射力激励单元， 用于对 样品产生振动， 以生成波传播； 所述散斑弹性成像包括散斑信号激发单元和散斑信号采集单元； 所述散斑信号激发单 元用于激发样品表面产生的宽视场散斑信号； 所述散斑信号采集单元用于收集样品表面产 生的宽视场散斑信号， 以生成弹性信息； 所述时序控制器主要用于布里渊散射弹性成像系统、 光学相干弹性成像系统和散斑弹 性成像的分步 运行。 2.根据权利要求1所述的一种基于布里渊 ‑光学相干 ‑散斑的多模态弹性检测装置， 其 特征在于： 所述布里渊散射信号激发单元由窄线宽连续激光器、 第一光纤隔离器、 光纤延迟 线、 光纤环形器、 第一准直器和分束镜组成； 所述布里渊信号采集单元由第 五准直器、 布里 渊光谱仪和第一探测器组成； 所述布里渊弹性 成像系统中， 窄线宽连续激光器发射光束， 经 第一光纤隔离器、 光纤延迟线、 光纤环形器的1号口、 光纤环形器的2 号口和第一准直器后被 分束镜分光， 反射光经二向色镜、 振镜组和第一光学快门后， 由物镜聚焦到样品表面， 与样 品相互作用后产生后向布里渊散射， 样品的后向布里渊散射光沿原光路返回， 从光纤环形 器3号口输出， 经第五准 直器准直， 进入布里渊光谱仪进行鉴频， 并由第一探测器接收。 3.根据权利要求1所述的一种基于布里渊 ‑光学相干 ‑散斑的多模态弹性检测装置， 其 特征在于： 将布里渊散射弹性成像系统、 光学相 干弹性成像系统和散斑弹性成像系统相融 合， 通过时序控制器和光纤延迟线使激光器发出 的光束同时到达样品进行检测， 实现对样 品弹性宽 视场、 高速度和高精度的原位同步测量。 4.根据权利要求1所述的一种基于布里渊 ‑光学相干 ‑散斑的多模态弹性检测装置， 其 特征在于： 所述光学相干层析成像单元由超宽带发光二极管、 第二光纤隔离器、 2*2光纤耦 合器、 第二准直器、 参考臂、 光栅光谱仪、 和线阵CCD21组成； 所述声辐射力激励单元由信号 发生器、 功 率放大器和超声换能器组成； 所述光学相干弹性成像系统中， 超宽带发光二极管 发射出光束， 经第二光纤隔离器、 2*2 光纤耦合器和第二准直器准直后， 被二向色镜 反射， 反 射光经振镜组和第一光学快门后， 由物镜聚焦到待测的样品上， 与样品相互作用产生的背 向散射光 沿原路返回， 在2*2 光纤耦合器中与参考臂返回的光束产生干涉， 进入到光栅光谱 仪中， 并由线阵CCD采集接收； 同时光学相干弹性 成像系统产生的触发信号同步信号 发生器 产生正弦波信号经功率放大器放大后由超声 换能器激发样品， 使样品产生振动并通过光学 相干弹性成像系统中的光学相干层析成像单 元采集。 5.根据权利要求4所述的一种基于布里渊 ‑光学相干 ‑散斑的多模态弹性检测装置， 其权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115479920 A 2特征在于： 所述超声换能器包括超声发生单元和阻抗匹配耦合剂， 所述的阻抗匹配耦合剂 主要贴附于超声发生单 元用于匹配第三介质以降低空气中传播时声辐射功率的衰减。 6.根据权利要求1所述的一种基于布里渊 ‑光学相干 ‑散斑的多模态弹性检测装置， 其 特征在于： 所述散斑信号激发单元由窄线宽连续激光器、 第一光纤隔离器、 光纤延迟线、 光 纤环形器、 第一准直器、 分束镜、 第二光学快门、 第二平面反射镜、 扩束镜组成； 所述散斑信 号采集单元由物镜、 翻转反射镜、 第二探测器组成， 所述散斑检测系统中， 窄线宽连续激光 器发射出光束， 经第一光纤隔离器、 光纤延迟线、 光纤环形器的1号口、 光纤环形器的2号口 和第一准直器后被分束镜分光， 透射分束镜的光束经第二光学快门、 第二平面反射镜和扩 束镜， 入射到待测样品上， 与待测样品相互作用产生散射信号经物镜， 被翻转反射镜 反射到 第二探测器中， 进行检测。 7.根据权利要求6所述的一种基于布里渊 ‑光学相干 ‑散斑的多模态弹性检测装置， 其 特征在于： 所述散斑信号激发单元和所述布里渊 ‑光学相干弹性成像共路扫描单元通过所 述第一光学快门、 第二光学快门和翻转反射镜交替使用， 从而实现所述散斑信号激发单元 和所述布里渊 ‑光学相干弹性成像共路扫描单 元的交替使用。 8.根据权利要求1所述的一种基于布里渊 ‑光学相干 ‑散斑的多模态弹性检测装置， 其 特征在于： 布里渊 ‑光学相干弹性成像共路扫描单元通过振镜组， 实现对样品X ‑Y面上的扫 描， 获得OCE三 维弹性分布， 同时通过调节物镜焦距， 实现对样品不同深度处的扫描， 获取三 维布里渊弹性分布图像。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115479920 A 3