一种光声显微成像系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种光声显微成像系统及方法。该光声显微成像系统包括：光源装置，用于向光学扫描装置提供激光信号，并同步向处理器发送激光触发信号；控制器，用于在接收到扫描触发信号时，根据预建立稀疏采样模板生成扫描控制指令，并将扫描控制指令发送至光学扫描装置，以使光学扫描装置根据采样控制指令对目标样本进行扫描；处理器，用于预先建立稀疏采样模板，并根据激光触发信号向控制器发送扫描触发信号，并控制数据采集装置采集目标样本的样本数据，并根据采集获得的样本数据生成光声显微图像。本发明专利技术实施例通过稀疏采样后再重建的方式实现光声显微成像，与现有技术相比，具有缩短数据采集时间、提高成像分辨率的优点。

A photoacoustic microimaging system and method

An embodiment of the invention discloses a photoacoustic microimaging system and a method. Including the photoacoustic imaging system: light source device for providing laser signal to the optical scanning device, and synchronization to the processor sends the laser trigger signal; the controller, used in scanning receives the triggering signal, according to the pre established sparse sampling template generation scanning control command, and sending control commands to the optical scanning device to scan. The optical scanning device according to the sampling control instruction to scan the target sample; processor for pre established sparse sampling template, and according to the laser trigger signal signal to the controller to send the scan, sample data and control data acquisition device of the target sample, and according to the sample data collected to generate photoacoustic microscopic image. The embodiment of the invention realizes photoacoustic microscopic imaging through sparse sampling and reconstruction. Compared with the existing technology, the invention has the advantages of shortening data acquisition time and improving image resolution.

【技术实现步骤摘要】
一种光声显微成像系统及方法
本专利技术实施例涉及光声成像
，具体涉及一种光声显微成像系统及方法。
技术介绍
光声成像技术是近年发展起来的一种非入侵式的新型无损医学影像技术，有效结合纯超声成像的高穿透性和纯光学成像的高对比度两者优点。它包括三种主要成像方式：光声显微成像技术(PhotoacousticMicroscopy,PAM)、光声层析成像(PhotoacousicComputedTomography,PACT)和光声内窥成像(PhotoacousicEndoscopy,PAE)。其中，光学显微镜成像技术采用逐点扫描的方式获得图像，因而它不需要特定的图像重构算法。PAM又可以分为：光学分辨率显微成像技术(Optical-ResolutionPhotoacousicMicroscopy,OR-PAM)和声学分辨率显微镜成像技术(Acoustical-ResolutionPhotoacousicMicroscopy，AR-PAM)。对于OR-PAM，增加光学数值孔径，可以提高横向分辨率，但是成像深度会有所减小；对于AR-PAM，分辨率决定于超声换能器的带宽以及中心频率，超声换能器性能越高分辨率越高，所以往往通过改进成像系统或者方法来提高分辨率，但是成本又会增加。
技术实现思路
本专利技术实施例的一个目的是基于稀疏采样实现光声显微成像，克服现有的光声显微成像技术需要对成像区域进行逐点扫描的缺点，在缩短数据采集时间的同时，保证恢复的光声显微图像分辨率不会严重损失，并提高光声显微图像的恢复速度，降低噪声。本专利技术实施例提出了一种光声显微成像系统，包括：处理器、控制器、光学扫描装置、光源装置、以及数据采集装置；所述光源装置，用于向所述光学扫描装置提供激光信号，并同步向所述处理器发送激光触发信号；所述控制器，用于在接收到扫描触发信号时，根据预建立稀疏采样模板生成扫描控制指令，并将所述扫描控制指令发送至光学扫描装置，以使所述光学扫描装置根据所述采样控制指令对目标样本进行扫描；所述处理器，用于预先建立稀疏采样模板，并根据所述激光触发信号向所述控制器发送扫描触发信号，并控制所述数据采集装置采集所述目标样本的样本数据，并根据采集获得的样本数据生成光声显微图像。优选地，所述光学扫描装置包括：互连的激光振镜和电机；所述电机，用于接收所述控制器发送的所述扫描控制指令，并根据所述扫描控制指令驱动所述激光振镜转动，以控制所述激光信号偏转至与所述稀疏采样模板中的采样点对应的位置。优选地，所述激光振镜包括：第一反射镜和第二反射镜；所述电机包括：第一电机和第二电机；所述第一反射镜和第一电机连接，所述第二反射镜和所述第二电机连接；所述第一电机和所述第二电机，用于根据所述扫描控制指令驱动第一反射镜和第二反射镜偏转，以使反射后出射的激光信号扫描所述目标样本。优选地，所述处理器，用于根据接收到的激光触发信号生成数据采集触发信号，并将所述数据采集触发信号发送至所述数据采集装置，以触发所述数据采集装置采集样本数据。优选地，所述处理器包括：降压模块和DSP模块；所述降压模块，用于对接收到的激光触发信号进行降压处理，并将降压后的激光触发信号传输至所述DSP模块；所述DSP模块，用于根据接收到的激光触发信号，生成数据采集触发信号，并向所述控制器发送扫描触发信号。优选地，所述数据采集装置包括：超声换能器、放大器和数据采集卡；所述超声换能器，用于在接收到数据采集触发信号时，采集所述目标样本的样本数据；所述放大器，用于对所述样本数据进行放大处理，并将放大处理后的样本数据发送至所述数据采集卡；所述数据采集卡，用于将接收到的样本数据传输至所述处理器。优选地，还包括：转向镜；所述转向镜设置在所述光源装置和所述光学扫描装置之间；所述转向镜，用于对所述光源装置输出的激光信号进行转向处理，以使所述激光信号输入至所述光学扫描装置。本专利技术还提出了一种光声显微成像方法，包括：光源装置向光学扫描装置提供激光信号，并同步向处理器发送激光触发信号；控制器在接收到扫描触发信号时，根据预建立稀疏采样模板生成扫描控制指令，并将所述扫描控制指令发送至光学扫描装置，以使所述光学扫描装置根据所述采样控制指令对目标样本进行扫描；处理器在接收到激光触发信号时，向控制器发送预先建立稀疏采样模板，并，并控制所述数据采集装置采集所述目标样本的样本数据，并根据采集获得的样本数据生成光声显微图像。优选地，在控制器根据预建立稀疏采样模板生成扫描控制指令的步骤之前，所述方法还包括：处理器获取预定义采样密度，并根据所述采样密度随机生成系数采样模板。优选地，所述光学扫描装置根据所述采样控制指令对目标样本进行扫描的步骤具体包括：在接收到所述扫描控制指令时，光学扫描装置根据所述扫描控制指令控制所述激光信号发生偏转，以扫描所述目标样本与所述稀疏采样模板中的采样点对应的位置。由上述技术方案可知，本专利技术实施例提出的一种光声显微成像系统及方法通过稀疏采样后再重建的方式实现光声显微成像，与现有技术相比，具有缩短数据采集时间、提高成像分辨率的优点。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1示出了本专利技术一实施例提出的光声显微成像系统的结构示意图；图2示出了本专利技术另一实施例提出的光声显微成像系统的结构示意图；图3示出了本专利技术一实施例提出的光声显微成像系统的软件结构示意图；图4示出了本专利技术一实施例提出的光声显微成像方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1示出了本专利技术一实施例提出的光声显微成像系统的结构示意图，参见图1，该光声显微成像系统，包括：处理器100、控制器200、光学扫描装置300、光源装置400、以及数据采集装置500，其中；处理器100和分别连接光源装置400、数据采集装置500和控制器200；光学扫描装置300分别连接光源装置400、数据采集装置500和控制器200；所述光源装置400，用于向所述光学扫描装置300提供激光信号，并同步向所述处理器100发送激光触发信号；所述控制器200，用于在接收到扫描触发信号时，根据预建立稀疏采样模板生成扫描控制指令，并将所述扫描控制指令发送至光学扫描装置，以使所述光学扫描装置根据所述采样控制指令对目标样本进行扫描；所述处理器100，用于预先建立稀疏采样模板，并根据所述激光触发信号向所述控制器发送扫描触发信号，并控制所述数据采集装置采集所述目标样本的样本数据，并根据采集获得的样本数据生成光声显微图像。其中，激光信号的频率可通过处理器100调节，而且调节后的激光信号频率由处理器100发送至控制器200；稀疏采样模板为预建立并存储在处理器100和/或控制器200中。需要说明的是，光源装置400为光学扫描装置300提供激光信号，并同步向处理器100发送激光触发信号；一方面，处理器100根据激光触发信号生成扫描触发信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光声显微成像系统，其特征在于，包括：处理器、控制器、光学扫描装置、光源装置、以及数据采集装置；所述光源装置，用于向所述光学扫描装置提供激光信号，并同步向所述处理器发送激光触发信号；所述控制器，用于在接收到扫描触发信号时，根据预建立稀疏采样模板生成扫描控制指令，并将所述扫描控制指令发送至光学扫描装置，以使所述光学扫描装置根据所述采样控制指令对目标样本进行扫描；所述处理器，用于预先建立稀疏采样模板，并根据所述激光触发信号向所述控制器发送扫描触发信号，并控制所述数据采集装置采集所述目标样本的样本数据，并根据采集获得的样本数据生成光声显微图像。

【技术特征摘要】
1.一种光声显微成像系统，其特征在于，包括：处理器、控制器、光学扫描装置、光源装置、以及数据采集装置；所述光源装置，用于向所述光学扫描装置提供激光信号，并同步向所述处理器发送激光触发信号；所述控制器，用于在接收到扫描触发信号时，根据预建立稀疏采样模板生成扫描控制指令，并将所述扫描控制指令发送至光学扫描装置，以使所述光学扫描装置根据所述采样控制指令对目标样本进行扫描；所述处理器，用于预先建立稀疏采样模板，并根据所述激光触发信号向所述控制器发送扫描触发信号，并控制所述数据采集装置采集所述目标样本的样本数据，并根据采集获得的样本数据生成光声显微图像。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学扫描装置包括：互连的激光振镜和电机；所述电机，用于接收所述控制器发送的所述扫描控制指令，并根据所述扫描控制指令驱动所述激光振镜转动，以控制所述激光信号偏转至与所述稀疏采样模板中的采样点对应的位置。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述激光振镜包括：第一反射镜和第二反射镜；所述电机包括：第一电机和第二电机；所述第一反射镜和第一电机连接，所述第二反射镜和所述第二电机连接；所述第一电机和所述第二电机，用于根据所述扫描控制指令驱动第一反射镜和第二反射镜偏转，以使反射后出射的激光信号扫描所述目标样本。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器，用于根据接收到的激光触发信号生成数据采集触发信号，并将所述数据采集触发信号发送至所述数据采集装置，以触发所述数据采集装置采集样本数据。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述处理器包括：降压模块和DSP模块；所述降压模块，用于对接收到的激光触发信号进行降压处理，并将降压后的激光触发信号传输至所述DSP模块；所述DS...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明健，刘婷，李百祺，冷官冀，伍政华，王明华，冯乃章，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东,37