[發明專利]解決聲速不均勻問題的血管內光聲圖像重建方法及系統

有效

• 申請號: 201810232443.1
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108577810B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 孫正;賈藝璇
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開一種解決聲速不均勻問題的血管內光聲圖像重建方法及系統。方法包括：預設多個固定聲速；根據獲取的光聲信號得到與各固定聲速對應的初始光吸收能量分布圖；根據多個分布圖確定對應最大聚焦程度的固定聲速；根據對應最大聚焦程度的固定聲速獲取血管橫截面中的N個不同位置處的延時補償值；獲取與延時補償值對應的探測深度值；確定延時補償值與探測深度值的關系；根據關系得到各個位置處的探測深度對應的延時補償值；根據各延時補償值得到各位置處的超聲波真實傳播時間；根據各真實傳播時間重建最終的光吸收能量分布圖。采用本發明的方法或系統，在組織中的聲速分布不均勻的前提下重建光吸收能量分布圖，從而提高血管內光聲成像的質量。

技術領域

本發明涉及醫學成像領域，特別是涉及一種解決聲速不均勻問題的血管內光聲圖像重建方法及系統。

背景技術

血管內光聲(intravascular photoacoustic,IVPA)成像是一種新興的血管內成像技術，是血管內超聲的補充成像手段。該技術以生物組織的光聲效應為物理基礎，以組織的光吸收系數和散射系數作為成像參數，可實時獲取血管橫截面的形態結構和組織功能成分，兼具光學成像的高對比度和超聲成像的高分辨率的優點。其成像原理是：將特制的成像導管插入血管腔內，用短脈沖激光從管腔內透過血液照射周圍的管壁組織，組織吸收激光能量產生熱彈性膨脹，進而產生超聲波并向組織表面傳播，最終被位于導管頂端的超聲探測器所接收，經計算機處理后重構出血管橫截面上的初始聲壓分布、光吸收能量分布或者光學特性參數分布圖。

考慮到生物組織的復雜性，在重建IVPA圖像時，為了簡化問題，現有的方法通常假設超聲波在管壁組織中的傳播速度是常數，忽略了組織中的聲速分布不均勻所帶來的影響。但是，實際中，具有不同成分的生物組織通常具有不同的聲學特性，其中軟組織內部的聲速差異可以達到10％。因此，待成像組織的聲速不均勻性是IVPA圖像重建中需要解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種解決聲速不均勻問題的血管內光聲圖像重建方法及系統，在組織中的聲速分布不均勻的前提下重建血管橫截面上的光吸收能量分布圖，以提高血管內光聲成像的質量。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種解決聲速不均勻問題的血管內光聲圖像重建方法，所述圖像重建方法包括：

預設多個固定聲速；

根據多個所述固定聲速和獲取的光聲信號分別得到與各所述固定聲速對應的初始光吸收能量分布橫向視圖；所述光聲信號是由血管組織產生，并由超聲探測器從各個角度采集；

根據多個所述初始光吸收能量分布橫向視圖確定對應最大聚焦程度的固定聲速；

根據所述對應最大聚焦程度的固定聲速獲取血管中的N個不同位置處的延時補償值；

獲取多個與所述延時補償值對應的探測深度值，所述探測深度值由在血管中的探測器直接獲取；

根據N個所述延時補償值和N個所述探測深度值確定所述延時補償值與所述探測深度值的關系；

根據各所述關系得到對應位置處的探測深度對應的延時補償值；

根據各所述延時補償值得到各位置處的超聲波真實傳播時間；

根據各所述真實傳播時間重建最終的光吸收能量分布圖。

可選的，所述根據多個所述初始光吸收能量分布橫向視圖確定對應最大聚焦程度的固定聲速，具體包括：

計算每一個所述初始光吸收能量分布橫向視圖的局部聚焦程度值；

根據多個所述局部聚焦程度值，確定最大局部聚焦程度值；所述最大局部聚焦程度值為各初始光吸收能量分布橫向視圖對應的局部聚焦程度值中的最大值；

根據所述最大聚焦程度值，確定最對應的固定聲速。