[發明專利]一種光學分辨光聲顯微三維層析成像的深度修正方法

有效

• 申請號: 201910313791.6
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110132849B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 任重;劉國棟;熊志華
• 申請（專利權）人: 江西科技師范大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N29/24;G01N29/44
• 代理公司: 南昌大牛知識產權代理事務所(普通合伙) 36135
• 代理人: 喻莎

1.一種光學分辨光聲顯微三維層析成像的深度修正方法，其實現步驟如下：

第一步，利用光學分辨光聲成像系統，將準直脈沖激光光束經過聚焦透鏡后，將聚焦光束入射到被測組織中，使得在被測組織內形成聚焦光斑并激發產生光聲信號，其中，被測組織和超聲探測器放置于樣品支架上，樣品支架安裝固定在三維掃描平移臺上，可以在三維掃描平移臺步進電機驅動下沿X、Y和Z方向上做平移掃描運動；

第二步，先通過控制軟件初始化三維掃描平移臺，讓聚焦光斑入射在被測組織的第一縱深平面S1上，然后，設置好三維掃描平移臺在X、Y和Z方向步進電機移動的移動長度，分別為L_x、L_y和L_z； 移動步數，分別為s、k和n，即：在X、Y和Z方向上，三個步進電機的移動步數范圍分別為：1,2，…,s；1,2，…,k和1,2,…,n；

第三步，驅動三維掃描平移臺先在第一縱深平面S1上做X和Y方向的逐行連續掃描，即：被測組織中的聚集光斑會在被測樣品的第一縱深平面S1上進行一定步距的逐行二維C型掃描，得到該初始平面S1上每個X和Y步距下的光聲幅值數據矩陣，即：

第四步，完成第一縱深平面S1的二維C型掃描后，再根據第二步中設置好的Z方向的步距，驅動三維掃描平移臺改變Z方向的位置，使得入射聚焦光斑在第二個縱深平面S2位置，然后，再在第二步設置好了的X和Y方向的步距下，在第二個縱深平面S2上做逐行二維C型掃描，得到第二個縱深平面S2上的每個X和Y步距下的光聲幅值數據矩陣

第五步，當完成第二個縱深平面S2上的逐行C型掃描后，重復第三步的操作，直至縱深方向步進電機移動步數達到n為止，并得到第n個縱深平面Sn上的二維光聲幅值數據矩陣此時整個光聲三維掃描操作結束，并得到了每個縱深平面上的二維光聲幅值數據矩陣P1,P2,…,Pn；

第六步，得到從第一縱深平面S1到第n個縱深平面Sn上每個平面與超聲探頭的距離分別為h₁,h₂,…,h_(n-1),h_n，接著，對第一縱深平面S1到第n個縱深平面Sn上的二維光聲數據矩陣P1，P2，…,Pn分別取平均值，得到每個縱深平面二維光聲數據的平均值分別為M₁，M₂,…,M_n，然后，利用各個縱深平面上的光聲幅度平均值M₁，M₂,…,M_n與每個平面與探頭的距離h₁,h₂,…,h_n之間建立映射關系模型，即：M_n＝f(h_n)；

第七步，以第1個縱深平面S1上得到的平均值M₁作為基準，將每個縱深平面光聲幅值平均值M₁，M₂,…,M_n減去第1個縱深平面S1的光聲幅值平均值M₁，可以得到每個平面與第1縱深平面S1的光聲幅值平均值之差，即：ΔP₁，ΔP₂,…,ΔP_n其中ΔP_n＝M_n-M₁；

第八步，將第1個縱深平面S1到第n個縱深平面Sn上每個聚集光斑點處獲得的實時光聲幅值數據矩陣P₁，P₂，…,P_n，減去每個縱深平面對應的ΔPn，就可以得到深度修正后的光聲幅值數據矩陣P₁’,P₂’，…,P_n’，其中P_n’＝P_n-ΔP_n，其中Pn為深度校正前每個縱深平面上每個光聲聚集光斑處的實時光聲幅值，P_n’為深度校正后的每個縱深平面上每個光聲聚集光斑處的實時光聲幅值；

第九步，最后，利用二維和三維光聲圖像重建算法，對光聲圖像進行重建，可以得到深度修正后的被測組織的在每個縱深平面上的二維光聲圖像以及整個被測組織探測區域的三維光聲圖像。

2.根據權利要求1所述的一種光學分辨光聲顯微三維層析成像的深度修正方法，其特征在于，該方法適用于包括前向、后向和側向探測模式在內的光聲檢測及成像系統。