[發(fā)明專利]基于磁共振信息的光聲圖像衰減校正方法

在審

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• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113724350A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 陳武凡;張雙陽;戚力
• 申請（專利權）人: 南方醫(yī)科大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T7/30;G06T7/10
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 趙蕊紅

一種基于磁共振信息的光聲圖像衰減校正，包括以下步驟：S1：固定目標對象，并對目標對象進行磁共振T2序列掃描與光聲多光譜掃描，得到目標對象的磁共振圖像與光聲圖像P；S2：對步驟S1得到的磁共振圖像與光聲圖像P進行圖像配準，得到配準后的磁共振圖像；S3：將步驟S2得到的配準好的磁共振圖像進行分割，得到分割先驗圖像；S4：將分割先驗圖像代入迭代算法中求解有約束的組織吸收系數(shù)，獲取光通量分布并計算校正后的光聲圖像。該方法能夠更加方便的實施分割以獲取先驗圖像，實現(xiàn)光聲圖像的精確光通量校正，而且能夠增加深處光聲成像能力，提高了光聲成像的質量。

技術領域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學成像領域，特別是涉及一種基于磁共振信息的光聲圖像衰減校正方法。

背景技術

光聲斷層成像(PAT)是一種新興的生物醫(yī)學成像技術，具有良好的超聲分辨率和光學對比度，可以提供組織結構及功能信息。傳統(tǒng)的PAT方法是定性成像，它只能提供被吸收的激光能量密度的分布，而被吸收的激光能量密度是光學吸收系數(shù)與激光能量分布的乘積。眾所周知，光學吸收系數(shù)是組織的本質特征，它直接關系到組織的結構和功能信息。因此，從傳統(tǒng)光聲圖像中消除激光能量分布的影響，進而恢復出組織光學吸收系數(shù)的分布具有重大意義。

基于動物不同組織對光的吸收系數(shù)與散射系數(shù)的不同，現(xiàn)有技術中從傳統(tǒng)光聲圖像中消除激光能量分布的方式是對光聲圖像直接分割以獲取不同區(qū)域，并假定各個分割區(qū)域內(nèi)光學吸收系數(shù)、散射系數(shù)是一致的，再進行衰減校正計算，能夠減少計算量。但這種方法需要對圖像對比度和結構信息較差的光聲圖像進行分割，在現(xiàn)實中應用是非常困難的，且其效果沒有本質改善。

因此針對現(xiàn)有技術不足，提供一種基于磁共振信息的光聲圖像衰減校正方法以解決現(xiàn)有技術不足甚為必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術的不足之處而提供一種基于磁共振信息的光聲圖像衰減校正方法，利用配準好的磁共振圖像，經(jīng)分割后指導光聲圖像進行衰減校正，能夠解決光聲圖像初始光能量分布不均勻的問題且應用簡單。

本發(fā)明的上述目的通過以下技術措施實現(xiàn)：

提供一種基于磁共振信息的光聲圖像衰減校正方法,包括以下步驟：

S1：固定目標對象，并對目標對象進行磁共振T2序列掃描與光聲多光譜掃描，得到目標對象的磁共振圖像與光聲圖像P；

S2：對步驟S1得到的磁共振圖像與光聲圖像P進行圖像配準，得到配準后的磁共振圖像；

S3：將步驟S2得到的配準好的磁共振圖像進行分割，得到分割先驗圖像；

S4：將分割先驗圖像代入迭代算法中求解有約束的組織吸收系數(shù)，獲取光通量分布并計算校正后的光聲圖像。

優(yōu)選的，步驟S1中磁共振成像與光聲成像中采用相同的層厚、層間距、圖像尺寸、圖像分辨率設置。

優(yōu)選的，步驟S2具體使用基于互信息的圖像配準算法將磁共振圖像往光聲圖像P上配準。

優(yōu)選的，步驟S3具體是在配準好的磁共振圖像上，使用手動分割方法將各器官分割出來，得到分割先驗圖像。

優(yōu)選的，所述步驟S4具體包括：

S4.1：將步驟S1中得到的光聲圖像P轉為列向量形式p，將p代入線性系統(tǒng)方程中，所述線性系統(tǒng)方程為

p＝φμ_a式(I)；

其中，μ_a是組織吸收系數(shù)，p和μ_a的尺寸為mn×1，φ為mn×mn的稀疏光通量矩陣；

S4.2：采用最小二乘方式將線性系統(tǒng)方程構造為優(yōu)化問題模型，所述優(yōu)化問題模型為