An intravascular photoacoustic image reconstruction method of time reversal, the center is the center of the image to the imaging catheter to establish the initial image; then scan each detector to measure the position of the circular trajectory is seen as the point of photoacoustic signal source change, back propagation model of ultrasonic in biological tissue is uniform without loss of according to the ultrasonic propagation model; finally established, reconstruct the initial photoacoustic pressure distribution image of the cross section of blood vessel. The invention utilizes photoacoustic signal data collected by ultrasonic detector from the vascular tissue, simulate the backward propagation process of photoacoustic signal in time domain, inversion of vessel cross-section two-dimensional photoacoustic pressure distribution of the image display, the internal tissue structure of vascular wall. This method is not affected by axiomatic formula constraints, constraints less robust, rely on the assumption of initial conditions or less, and not be affected by the image artifacts, so it has high imaging precision, can obtain ideal reconstruction effect.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种对血管内光声图像进行时间反演重建,得到血管壁的轴向截面光吸收分布灰阶图像的方法,属于医学成像
技术介绍
血管内光声(intravascularphotoacoustic,IVPA)成像技术是继血管内超声(intravascularultrasound,IVUS)和血管内光学相干断层成像(intravascularopticalcoherencetomography,IV-OCT)之后的一种新兴微创介入血管成像方法,它兼具纯光学成像和纯超声成像的优点,弥补了现有介入血管成像技术的不足,可以实现血管腔、管壁和易损斑块的高分辨力和高对比度的深度成像。IVPA的成像原理是将微型光声成像导管插入待测血管腔内,当导管绕其轴旋转时,脉冲激光或幅度调制的连续激光均匀照射到血管壁上,激发血管壁组织产生光声信号,安置在探头顶端的超声探测器采集来自各个方向的超声回波并传送至计算机,最后重建出血管横截面的二维光吸收系数分布或者初始光声压强分布图像。图像重建是IVPA成像必不可少的组成部分,其实质就是根据超声探测器采集到的生物组织光声信号求解组织的光吸收系数分布。不同类型的超声探测器和扫描方式对应不同的图像重建算法,IVPA成像的扫描孔径在血管腔内是封闭的,使采集光声信号的方式受到高度限制。目前对IVPA成像导管的研究主要限于单阵元探测器的二维圆周扫描和环形阵列探测器的单方向采集方式。实际上,这两种采集 ...
【技术保护点】
一种血管内光声图像的时间反演重建方法,其特征是,所述方法首先以成像导管中心为图像中心建立初始图像;然后将扫描轨迹圆上的各个探测器测量位置看作是时变的点光声信号源,建立超声波在均匀无损的生物组织中的反向传播模型;最后根据建立的超声波反向传播模型,重建出血管横截面的初始光声压强分布图像,所述方法包括以下步骤:a.建立初始图像:IVPA的成像平面通过超声探测器并垂直于成像导管,超声探测器的扫描轨迹为位于成像平面内且半径等于导管半径的圆形轨迹,图像重建区域位于扫描轨迹圆的外部;初始图像A的宽度和高度均为l(单位:mm),A由M×M个正方形网格组成,相邻网格的间距为Δx=l/M,各网格点的初始光声压强值均为0,成像平面所在的坐标系为二维笛卡尔直角坐标系XOY,其中坐标原点O是成像导管中心;b.建立超声波的反向传播模型超声探测器在测量位置rs处、时刻t∈[0,T]记录的光声压测量值为p'(rs,t),将扫描轨迹圆上的各个探测器测量位置看作是时变的点光声信号源,用表示成像区域Ω的计算机模拟,在内模拟超声波的传播过程,对Ω内的初始光声压分布进行近似重建,其中,位于成像导管外部,的边界根据时间界限T确定 ...
【技术特征摘要】
1.一种血管内光声图像的时间反演重建方法,其特征是,所述
方法首先以成像导管中心为图像中心建立初始图像;然后将扫描轨迹
圆上的各个探测器测量位置看作是时变的点光声信号源,建立超声波
在均匀无损的生物组织中的反向传播模型;最后根据建立的超声波反
向传播模型,重建出血管横截面的初始光声压强分布图像,所述方法
包括以下步骤:
a.建立初始图像:
IVPA的成像平面通过超声探测器并垂直于成像导管,超声探测
器的扫描轨迹为位于成像平面内且半径等于导管半径的圆形轨迹,图
像重建区域位于扫描轨迹圆的外部;
初始图像A的宽度和高度均为l(单位:mm),A由M×M个正
方形网格组成,相邻网格的间距为Δx=l/M,各网格点的初始光声压
强值均为0,成像平面所在的坐标系为二维笛卡尔直角坐标系XOY,
其中坐标原点O是成像导管中心;
b.建立超声波的反向传播模型
超声探测器在测量位置rs处、时刻t∈[0,T]记录的光声压测量值
为p'(rs,t),将扫描轨迹圆上的各个探测器测量位置看作是时变的点光
声信号源,用表示成像区域Ω的计算机模拟,在内模拟超声波的
传播过程,对Ω内的初始光声压分布进行近似重建,其中,位于成
像导管外部,的边界根据时间界限T确定,则超声波
\t在均匀无损的生物组织中的反向传播模型如下:
初始条件为:
p(re,t)|t=0=0p(rs,t)|t=0=p′(rs,T)u(r,t)|t=0=0]]>Σξρξ(r,t)|t=0=p(r,t)|t=0/c2]]>式中,c为声速;Δt是时间步长,CFL是仿真
精确度和计算速度之间的折中...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙正,韩朵朵,马真,毛娟,
申请(专利权)人:华北电力大学保定,
类型:发明
国别省市:河北;13
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。