一種光聲成像中聲速矯正的方法
【專利摘要】本發(fā)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(tǒng)中用激光照射被測組織；線型傳感器采集被照射的組織發(fā)出的超聲波信號；確定聚焦評價標準并選取聚焦位置；調(diào)整聲速和延時補償并用延時求和法重建圖像并實現(xiàn)所選點的聚焦；根據(jù)聲速和延時的關(guān)系擬合聲速和延時補償?shù)年P(guān)系曲線，確定曲線參數(shù)；根據(jù)不同聚焦深度的關(guān)系曲線聯(lián)立求解得到矯正的聲速和延時補償。本發(fā)明采用線型傳感器采集信號，用延時求和發(fā)重建圖像，通過對不同位置的目標聲速和延時補償?shù)恼{(diào)整得到聚焦的聲速和延時補償?shù)年P(guān)系方程，聯(lián)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(shù)領域】
[0001]本發(fā)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?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]光聲成像是近年來發(fā)展起來的一種無損醫(yī)學成像方法，可以提供高分辨率和高對比度的組織成像。它是一種基于生物組織內(nèi)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(jié)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(yōu)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分辨率的組織影像，為研究生物組織的結(jié)構(gòu)形態(tài)、生理特征、代謝功能、病理特征等提供了重要手段，在生物醫(yī)學臨床診斷以及在體組織結(jié)構(gòu)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(zhì)量不高的主要原因之一，而現(xiàn)在的各種重建算法均不能有效的解決這個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是準均勻介質(zhì)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?shù)倪x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(zhì)量更高的圖像。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)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(tǒng)中用激光器發(fā)射激光。
[0007]步驟二，線型傳感器接收超聲波信號。
[0008]步驟三，制定聚焦評價標準并選取重建時的聚焦位置。
[0009]步驟四，計算像素尺寸，實現(xiàn)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(diào)整聲速和延時補償?shù)模瑢崿F(xiàn)不同聚焦位置的分別聚焦，記錄聲速和延時補償?shù)膶P(guān)系。
[0012]步驟七，根據(jù)聲速和延時補償?shù)臄?shù)據(jù)擬合關(guān)系曲線，確定曲線參數(shù)。
[0013]步驟八，聯(lián)立不同聚焦位置的關(guān)系曲線，求解方程，得到矯正聲速。
[0014]本發(fā)明中，優(yōu)選的，步驟一所采用的光聲成像系統(tǒng)中，受照射的組織產(chǎn)生光聲效應，滿足方程
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種光聲成像中的聲速矯正方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，在光聲成像的設備系統(tǒng)中用激光發(fā)射激光。 步驟二，線型傳感器接收超聲波信號。 步驟三，制定聚焦評價標準并選取重建時的聚焦位置。 步驟四，計算像素尺寸，實現(xiàn)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(diào)整聲速和延時補償?shù)模瑢崿F(xiàn)不同聚焦位置的分別聚焦，記錄聲速和延時補償?shù)膶P(guān)系。 步驟七，根據(jù)聲速和延時補償?shù)臄?shù)據(jù)擬合關(guān)系曲線，確定曲線參數(shù)。 步驟八，聯(lián)立不同聚焦位置的關(guān)系曲線，求解方程，得到矯正聲速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特征在于，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(zhì)量高，反之，聚焦不好的地方成像質(zhì)量差。聚焦標準的選擇應結(jié)合成像目標的特點制定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特征在于，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方向的尺寸在小于傳感器的間距量級，Z方向的尺寸的計算為聲速相關(guān)，這樣就能在聲速變化時保持像素數(shù)的一致，利于聚焦標準的制定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特征在于，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，該算法采用經(jīng)驗聲速和固定的延時補償，重建速度較快。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特征在于，所述步驟六中聲速和延時補償對應于不同的觀察目標，對于每個目標，選取不同的聲速和延時補償實現(xiàn)分別聚焦，這樣每個重建目標都有一組聲速和延時補償?shù)臄?shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特征在于，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?shù)年P(guān)系曲線，該曲線有兩個待定參數(shù)，所以每個成像目標至少需要兩組數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光聲成像的聲速矯正方法，其特征在于，所述步驟八中聯(lián)立的方程為步驟七中的聲速延時補償關(guān)系方程，因為有聲速和延時補償兩個未知數(shù)，故至少需兩個不同深度成像目標的的聲速延時補償關(guān)系曲線。
【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(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】袁杰, 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