[發明專利]一種多模態成像評估關節壓力的系統及其方法

在審

• 申請號: 202010549096.2
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111671398A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 劉明明;李琳迪;呂南寧;李夢迪;許海燕;程建;華臻;賈學軍;張浩
• 申請（專利權）人: 連云港市第二人民醫院(連云港市臨床腫瘤研究所)
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/05
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 胡定華

1.一種多模態成像評估關節壓力的系統，其特征在于：包括光聲發射組件、微波發射組件、超聲探頭、放大采集模塊、信號處理模塊；所述光聲發射組件和微波發射組件向關節處交替發射光信號和微波信號，所述超聲探頭用于檢測所述關節處產生的光聲信號和微波熱聲信號；所述放大采集模塊用于放大和采集所述光聲信號和微波熱聲信號，并傳輸至信號處理模塊；所述信號處理模塊將所述光聲信號和微波熱聲信號生成光聲圖像和熱聲圖像，并將所述光聲圖像和熱聲圖像疊加重建為多模態圖像。

2.根據權利要求1所述的一種多模態成像評估關節壓力的系統，其特征在于：所述光聲發射組件包括光源、光傳輸線及其光轉接口；所述微波發射組件包括微波源、波導線及其微波轉接口。

3.根據權利要求1所述的一種多模態成像評估關節壓力的系統，其特征在于：光聲發射組件包括光源、光傳輸線；所述微波發射組件包括微波源、波導線。

4.根據權利要求2所述的一種多模態成像評估關節壓力的系統，其特征在于：所述光轉接口、微波轉接口螺紋連接有帶有開口的環形卡箍，所述環形卡箍用于固定于所述關節處，所述開口用于固定光轉接口、微波轉接口，所述開口呈喇叭狀，在挨近關節處開口大，連接所述各種轉接口處開口小。

5.根據權利要求3所述的一種多模態成像評估關節壓力的系統，其特征在于：所述光傳輸線及其波導線都連接切換開關，所述切換開關連接通用轉接口。

6.根據權利要求5所述的一種多模態成像評估關節壓力的系統，其特征在于：所述通用轉接口螺紋連接有帶有開口的環形卡箍，所述環形卡箍用于固定于所述關節處，所述開口用于固定通用轉接口，所述開口呈喇叭狀，在挨近關節處開口大，連接所述各種轉接口處開口小。

7.根據權利要求1-6任一項所述的一種多模態成像評估關節壓力的系統，其特征在于：所述信號處理模塊用于生成光聲圖像以及熱聲圖像，所述光聲圖像采用延遲疊加算法實現圖像重建，所述熱聲圖像重建采用濾波反投影算法實現，所述多模態重建是指在重建后的熱聲圖像上分析出多個關節點位作為特征點，并在光聲圖像中找出相對應的多個特征點后進行配準，采用圖像融合算法實現融合處理。

8.一種多模態成像評估關節壓力的方法，采用權利要求1-7任一項所述的一種多模態成像評估關節壓力的系統，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、獲取待評估關節處的熱聲信號和光聲信號；

步驟二、根據所述熱聲信號采用濾波反投影算法重建熱聲圖像，根據所述光聲信號采用延遲疊加算法重建光聲圖像；

步驟三、在所述熱聲圖像上分析出多個關節點位作為特征點，在所述光聲圖像中找出相對應的多個特征點進行配準，采用圖像融合算法得到融合后的多模態圖像；

步驟四、獲取不同方向的待評估關節處的熱聲信號和光聲信號，重復步驟二和步驟三以獲取不同方向待評估關節處的多模態圖像；

步驟五、根據待評估關節處不同方向的所述多模態圖像反映的軟骨和關節面的介電特性來評估關節壓力的變化。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：所述步驟一中的獲取待評估關節處的熱聲信號和光聲信號實現方式為：交替獲取同一方向的待評估關節處的熱聲信號和光聲信號。

10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：所述步驟三中的圖像融合算法具體包括如下步驟：

步驟3-1、將圖像信號通過小波變換分解成多尺度的頻帶信號；

步驟3-2、對每個頻帶信號使用局部脊波變換融合不同圖像的多尺度的頻帶信號來獲得融合的多尺度系數；

步驟3-3、通過對融合的多尺度系數進行局部脊波逆變換獲得多模態圖像。