一種光聲成像中聲速矯正的方法
2023-10-09 15:00:29 1
一種光聲成像中聲速矯正的方法
【專利摘要】本發明公開了一種光聲成像中聲速矯正的方法，包括以下步驟：在光聲成像系統中用雷射照射被測組織；線型傳感器採集被照射的組織發出的超聲波信號；確定聚焦評價標準並選取聚焦位置；調整聲速和延時補償並用延時求和法重建圖像並實現所選點的聚焦；根據聲速和延時的關係擬合聲速和延時補償的關係曲線，確定曲線參數；根據不同聚焦深度的關係曲線聯立求解得到矯正的聲速和延時補償。本發明採用線型傳感器採集信號，用延時求和發重建圖像，通過對不同位置的目標聲速和延時補償的調整得到聚焦的聲速和延時補償的關係方程，聯立方程得到矯正的聲速，操作簡便。
【專利說明】一種光聲成像中聲速矯正的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光聲成像的圖像重建領域，特別是一種光聲成像中聲速矯正的方法。【背景技術】
[0002]光聲成像是近年來發展起來的一種無損醫學成像方法，可以提供高解析度和高對比度的組織成像。它是一種基於生物組織內部光學吸收差異、以超聲作媒介的無損生物光子成像方法，結合了純光學成像的高對比度特性和純超聲成像的高穿透深度特性的優點，以超聲探測器探測光聲波代替光學成像中的光子檢測，從原理上避開了光學散射的影響，可以提供高對比度和高解析度的組織影像，為研究生物組織的結構形態、生理特徵、代謝功能、病理特徵等提供了重要手段，在生物醫學臨床診斷以及在體組織結構和功能成像領域具有廣泛的應用前景。
[0003]目前重建算法中聲速的不準確是造成重建圖像質量不高的主要原因之一，而現在的各種重建算法均不能有效的解決這個問題。
【發明內容】
[0004]發明目的:本發明所要解決的技術問題是準均勻介質中聲速不準確的問題，針對無法測試聲速的光聲重建的問題，通過有限次聲速和延時補償的選擇擬合不同的曲線方程組，求解得到較準確的聲速，從而重建出質量更高的圖像。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明公開了一種光聲成像中聲速的矯正方法，包括以下步驟:
[0006]步驟一，在光聲成像的設備系統中用雷射器發射雷射。
[0007]步驟二，線型傳感器接收超聲波信號。
[0008]步驟三，制定聚焦評價標準並選取重建時的聚焦位置。
[0009]步驟四，計算像素尺寸，實現重建圖像像素位置的固定。
[0010]步驟五，用延時求和法重建圖像。
[0011]步驟六，調整聲速和延時補償的，實現不同聚焦位置的分別聚焦，記錄聲速和延時補償的對應關係。
[0012]步驟七，根據聲速和延時補償的數據擬合關係曲線，確定曲線參數。
[0013]步驟八，聯立不同聚焦位置的關係曲線，求解方程，得到矯正聲速。
[0014]本發明中，優選的，步驟一所採用的光聲成像系統中，受照射的組織產生光聲效應，滿足方程
[0015]
【權利要求】
1.一種光聲成像中的聲速矯正方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟一，在光聲成像的設備系統中用雷射發射雷射。 步驟二，線型傳感器接收超聲波信號。 步驟三，制定聚焦評價標準並選取重建時的聚焦位置。 步驟四，計算像素尺寸，實現重建圖像像素位置的固定。 步驟五,用延時求和法重建圖像。 步驟六，調整聲速和延時補償的，實現不同聚焦位置的分別聚焦，記錄聲速和延時補償的對應關係。 步驟七，根據聲速和延時補償的數據擬合關係曲線，確定曲線參數。 步驟八，聯立不同聚焦位置的關係曲線，求解方程，得到矯正聲速。
2.根據權利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特徵在於，所述步驟三中聚焦情況以能量聚集程度為評價標準，聚焦好的地方圖像清晰，對比度好，成像質量高，反之，聚焦不好的地方成像質量差。聚焦標準的選擇應結合成像目標的特點制定。
3.根據權利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特徵在於，所述步驟四中像素尺寸的計算分為X方向(傳感器所在直線)和z方向(深度方向)，x方向的尺寸在小於傳感器的間距量級，Z方向的尺寸的計算為聲速相關，這樣就能在聲速變化時保持像素數的一致，利於聚焦標準的制定。
4.根據權利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特徵在於，所述步驟五中圖像重建的方法為普遍使用的延時求和算法，該算法採用經驗聲速和固定的延時補償，重建速度較快。
5.根據權利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特徵在於，所述步驟六中聲速和延時補償對應於不同的觀察目標，對於每個目標，選取不同的聲速和延時補償實現分別聚焦，這樣每個重建目標都有一組聲速和延時補償的數據。
6.根據權利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特徵在於，所述步驟七中擬合的曲線為同一成像目標達到聚焦時的聲速和延時補償的關係曲線，該曲線有兩個待定參數，所以每個成像目標至少需要兩組數據。
7.根據權利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特徵在於，所述步驟八中聯立的方程為步驟七中的聲速延時補償關係方程，因為有聲速和延時補償兩個未知數，故至少需兩個不同深度成像目標的的聲速延時補償關係曲線。
【文檔編號】G06T11/00GK103445765SQ201310436666
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】袁傑, 李文超, 夏煦菁, 張星, 封婷, 邵真天, 朱毅, 溫馨, 儲哲琪, 顧鵬, 沈慶宏, 都思丹 申請人:南京大學