776 数据采集与处理 Journal of Data Acquisition and Processing Vol.34,No.5.2019 描,六面转镜结构如图8(b,c)所示。相比MEMS振镜扫描,多面转镜具有更快的扫描速度和更高的损伤 阈值,12mm范围内B-scan扫描速率可高达900Hz,相同大小区域下的成像速度比基于MEMS振镜的 PAM快约10倍,比音圈扫描系统3快约300倍,比机械扫描系统快约3900倍,多面转镜很好地解决 了现有PAM系统成像速度慢和视场局限的问题,具备较高的应用价值。 2.2手持式PAM系统 近年来,为了更好地适应临床应用需求,PAM系统的小型化、集成化和便携性成了另外一个热门研究 方向,和外观笨重而庞大的传统台式成像系 统相比,各类装配紧凑型手持式PAM系统 光纤夹 入 光束 的应用更加灵活和方便。其中,以下课题组 支撑板 开发的手持式PAM具有一定代表性。 调节器 美国圣路易斯华盛顿大学Wang教授 镜筒 课题组的Lin等采用双轴水浸式MEMS H升准直器 位移台 振镜,使激发光和超声通过同一镜面反射 聚焦透镜盖板 MEMS 同时快速扫描,在2.5mm×2.0mm×0.5 镜MEMS 振镜 mm的范围下获得2Hz的三维成像速率 换能器罩 分辨率达到5μm。整个手持系统大小80 棱镜样本 成像窗底板 mm×115mm×150mm,内部充满水用于(a)手持探头二维示意图 (b)手持探头三维维示意图 (a)2-D sketch of the handheld probe (b)3-D rendering of the handheld probe 超声耦合,系统结构如图9所示。 韩国浦项科技大学Kim教授课题组的 g课题组的手持式PAM Fig9 Hand held PAM of Wangs research groups Park等采用自制的双轴水浸式MEMS 振镜,将所有的声学、光学和机械部件集成到直径为17mm和质量为162g的探头中,提出了系统结构 更加紧凑的手持式PAM系统,其中光声耦合方式为透光反声式,与Lin的反光透声式系统有所区别。 通过增大驱动电压可以增大MEMS机械转角,最大视场可以达到4.1mm×2.9mm,结合步进电机移动 可以进一步扩展成像范围,从实验方面论证了该系统在检测人体黑色素瘤等临床应用的潜力,系统结 构如图10所示。 驱动器 透镜耦 放大器 棱镜样本 b)Po手持式PAM探头实物图 hotograph of the handheld PAM probe 单模光纤 31 mm 激光器 光束 耦合器 扫描控郜 (a)手持式PAM探头原理图 (c)手持式PAM探头局部视图 (a)Schematic of the the handheld PAM probe system (c)Partial view of the handheld PAM probe 图10Kim课题组手持式PAM ig. 10 Hand held PAM of Kims research group[ao数据采集与处理 Journal of Data Acquisition and Processing Vol. 34, No. 5, 2019 描，六面转镜结构如图 8（b, c）所示。相比 MEMS 振镜扫描，多面转镜具有更快的扫描速度和更高的损伤 阈值，12 mm 范围内 B‐scan 扫描速率可高达 900 Hz，相同大小区域下的成像速度比基于 MEMS 振镜的 PAM[17] 快约 10 倍，比音圈扫描系统[13] 快约 300 倍，比机械扫描系统[8] 快约 3 900 倍，多面转镜很好地解决 了现有 PAM 系统成像速度慢和视场局限的问题，具备较高的应用价值。 2. 2 手持式 PAM 系统 近年来，为了更好地适应临床应用需求，PAM 系统的小型化、集成化和便携性成了另外一个热门研究 方向，和外观笨重而庞大的传统台式成像系 统相比，各类装配紧凑型手持式 PAM 系统 的应用更加灵活和方便。其中，以下课题组 开发的手持式 PAM具有一定代表性。 美国圣路易斯华盛顿大学 Wang 教授 课题组的 Lin 等[19] 采用双轴水浸式 MEMS 振镜，使激发光和超声通过同一镜面反射 同 时 快 速 扫 描 ，在 2.5 mm×2.0 mm×0.5 mm 的范围下获得 2 Hz 的三维成像速率， 分辨率达到 5 μm。整个手持系统大小 80 mm×115 mm×150 mm，内部充满水用于 超声耦合，系统结构如图 9所示。 韩国浦项科技大学 Kim 教授课题组的 Park 等[20] 采用自制的双轴水浸式 MEMS 振镜，将所有的声学、光学和机械部件集成到直径为 17 mm 和质量为 162 g 的探头中，提出了系统结构 更加紧凑的手持式 PAM 系统，其中光声耦合方式为透光反声式，与 Lin 的反光透声式系统有所区别。 通过增大驱动电压可以增大 MEMS 机械转角，最大视场可以达到 4.1 mm×2.9 mm,结合步进电机移动 可以进一步扩展成像范围，从实验方面论证了该系统在检测人体黑色素瘤等临床应用的潜力，系统结 构如图 10 所示。 图 9 Wang 课题组的手持式 PAM[19] Fig.9 Hand held PAM of Wang’s research group[19] 图 10 Kim 课题组手持式 PAM[20] Fig.10 Hand held PAM of Kim’s research group[20] 776