Page 31 - 《应用声学》2023年第4期

第 42 卷 第 4 期 Vol. 42, No. 4
2023 年 7 月 Journal of Applied Acoustics July, 2023

⋄ 研究报告 ⋄

高频高灵敏光声探头的光声内窥成像 ∗

杨董永 1,2 李章剑 2 杨 晨 2 谢 靖 2 George Seriadis 2,3
简小华 2 崔崤峣 2†

(1 中国科学技术大学生物医学工程学院 (苏州) 苏州 215000)
(2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所医用声学技术研究室 苏州 215163)
(3 亥姆霍兹慕尼黑研究中心生物与医学影像研究所 慕尼黑 85764)

摘要：光声内窥成像技术具有高分辨、高精准、功能成像等优点，是目前临床新型成像诊断技术研究的热点。
然而，光声内窥成像技术受激光器安全能量阈值和光声换能器灵敏度的制约，现有的光声内窥成像技术大多
无法兼顾高成像信噪比和小尺寸要求。为了解决光声信号回波能量低、光声图像信噪比差的问题，该文采用一
种带有集成前端放大器的小尺寸的光声探头设计方案，其中心频率达到 30 MHz，直径小于 2.5 mm，通过仿体
实验证明其仿体中的成像深度可达 6.5 mm，横向成像分辨率可达 144.9 µm，纵向分辨率为 111.1 µm，尤其是，
成像信噪比相较于对照组的传统光声换能器提高了 11.5 dB。该文研究表明，前端集成放大光声探头能有效提
高光声成像信噪比，改善成像质量，为提高光声内窥临床诊断精准度提供了新方法。
关键词：光声内窥成像；高灵敏光声换能器；高频高信噪比
中图法分类号: O429 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2023)04-0693-07
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2023.04.004

Photoacoustic endoscopy imaging based on high frequency and

high sensitivity photoacoustic probe

YANG Dongyong 1,2 LI Zhangjian 2 YANG Chen 2 XIE Jing 2
SERIADIS George 2,3 JIAN Xiaohua 2 CUI Yaoyao 2

(1 School of Biomedical Engineering Suzhou, Division of Life Sciences and Medicine,
University of Science and Technology of China, Suzhou 215000, China)
(2 Medical Acoustics Technology Laboratory, Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology,
Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215163, China)
(3 Institute of Biological and Medical Imaging, Helmholtz Zentrum Münche, Münche 85764, Germany)
Abstract: Photoacoustic endoscopy (PAE) imaging has the advantages of high resolution, high precision and
functional imaging and is a hotspot of new clinical imaging diagnosis technology. However, PAE is restricted
by the safe energy threshold and the sensitivity of photoacoustic transducer. Most of the existing photoacoustic
endoscopy imaging technology cannot meet the requirements of high image signal-to-noise ratio (SNR) and
small size. In order to solve the problems of low echo energy of photoacoustic signal and poor SNR of photoa-
coustic image, a small size photoacoustic probe with integrated front-end amplifier is used in this paper, and its
center frequency reaches 30 MHz and diameter is less than 2.5 mm. Experimental results show that the imaging

2022-03-25 收稿; 2022-05-18 定稿
国家自然科学基金项目 (21927803), 苏州市科技项目 (SS202062)
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作者简介: 杨董永 (1997– ), 男, 安徽阜阳人, 硕士研究生, 研究方向: 生物医学工程。
† 通信作者 E-mail: cuiyy@sibet.ac.cn