一种多模态成像系统及方法技术方案

本发明专利技术的多模态成像系统及方法，将光声成像与超声多普勒成像结合，在对目标组织成像时，利用光声成像来获取目标组织的功能信息，利用超声多普勒成像来获取目标组织中流体的流速大小和方向，不仅可以克服光声成像与超声多普勒成像各自成像的不足，同时又结合它们的优点，提供给了用户关于目标组织更全面有效的信息。

A Multimodal Imaging System and Method

The multi-mode imaging system and method of the present invention combine photoacoustic imaging with ultrasonic Doppler imaging. When imaging target tissue, the functional information of target tissue can be obtained by photoacoustic imaging, and the velocity and direction of fluid in target tissue can be obtained by ultrasonic Doppler imaging, which can not only overcome photoacoustic imaging and ultrasonic Doppler imaging. Ultrasound Doppler imaging provides users with more comprehensive and effective information about the target organization by combining their respective imaging shortcomings and their advantages.

【技术实现步骤摘要】
一种多模态成像系统及方法
本专利技术涉及一种多模态成像系统及方法。
技术介绍
超声(Ultrasound，简称US)成像是利用超声波束扫描人体组织器官，通过对反射信号的接收和处理，来获得体内组织器官的图象。以超声多普勒成像技术(ultrasonicDopplertechnique)为例，它是研究和应用超声波由运动物体反射或散射所产生的多普勒效应的一种技术，当超声源与反射或散射目标之间存在相对运动时，接收到的回波信号将产生多普勒频移，频移程度与相对运动速度幅值和方向有关。因此医学上利用超声多普勒成像技术，主要是探测人体内的血流速度的大小和方向等信息，虽然多普勒成像技术也可以检测血管深度及内径尺寸等组织结构或功能信息，但其受血流速度、血流方向与发射的超声波方向之间的夹角影响很大。
技术实现思路
考虑到上述问题，本申请提供一种多模态成像系统及方法。根据第一方面，一种实施例中提供一种多模态成像系统，包括：激光器，用于向目标组织发射激光；探头，用于向目标组织执行超声波的发射和接收，其中超声波的接收包括接收光声信号和超声回波信号；控制器，用于控制激光器的发射时序，以及探头发射和接收超声波的时序；B型成像处理装置，用于处理超声回波信号以得到用于目标组织B超成像的信息；多普勒成像处理装置，用于分析所述超声回波信号的多普勒信息以得到用于目标组织多普勒成像的信息；光声成像处理装置，用于处理所述光声信号以得到用于目标组织光声成像的信息；融合处理装置，用于至少根据B型成像处理装置得到的用于目标组织B超成像的信息、多普勒成像处理装置得到的用于目标组织多普勒成像的信息和所述光声成像处理装置得到的用于目标组织光声成像的信息，生成关于目标组织的图像。根据第二方面，一种实施例中提供一种多模态成像系统，包括：激光器，用于向目标组织发射激光；探头，用于向目标组织执行超声波的发射和接收，其中超声波的接收包括接收光声信号和超声回波信号；控制器，用于控制激光器的发射时序，以及探头发射和接收超声波的时序；多普勒成像处理装置，用于分析所述超声回波信号的多普勒信息以得到用于目标组织多普勒成像的信息；光声成像处理装置，用于处理所述光声信号以得到用于目标组织光声成像的信息；融合处理装置，用于至少根据多普勒成像处理装置得到的用于目标组织多普勒成像的信息和所述光声成像处理装置得到的用于目标组织光声成像的信息，生成关于目标组织的图像。根据第三方面，一种实施例提供一种多模态成像方法，包括：控制激光器向目标组织发射激光；控制探头接收光声信号；控制探头向目标组织执行超声波的发射以进行B型成像扫描；控制探头接收超声波进行B型成像扫描的超声回波信号；控制探头向目标组织执行超声波的发射以进行多普勒成像扫描；控制探头接收超声波进行多普勒成像扫描的超声回波信号；对所述光声信号进行处理，以得到用于目标组织光声成像的信息；对所述B型成像扫描的超声回波信号进行处理，以得到用于目标组织B超成像的信息；分析所述多普勒成像扫描的超声回波信号的多普勒信息，以得到用于目标组织多普勒成像的信息；至少根据所述用于目标组织光声成像的信息、用于目标组织B超成像的信息和用于目标组织多普勒成像的信息，生成关于目标组织的图像。根据第四方面，一种实施例提供一种多模态成像方法，包括：控制激光器向目标组织发射激光；控制探头接收光声信号；控制探头向目标组织执行超声波的发射以进行多普勒成像扫描；控制探头接收超声波进行多普勒成像扫描的超声回波信号；对所述光声信号进行处理，以得到用于目标组织光声成像的信息；分析所述多普勒成像扫描的超声回波信号的多普勒信息，以得到用于目标组织多普勒成像的信息；至少根据所述用于目标组织光声成像的信息和用于目标组织多普勒成像的信息，生成关于目标组织的图像。根据第五方面，一种实施例提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现任一项所述的方法。依据上述实施例的多模态成像系统及方法、计算机可读存储介质，将光声成像与超声多普勒成像结合，在对目标组织成像时，利用光声成像来获取目标组织的功能信息，利用超声多普勒成像来获取目标组织中流体的流速大小和方向，不仅可以克服光声成像与超声多普勒成像各自成像的不足，同时又结合它们的优点，提供给了用户关于目标组织更全面有效的信息。附图说明图1为一种实施例的多模态成像系统的结构示意图；图2为一种实施例的多模态成像系统中激光器与探头通过光纤耦合的示意图；图3为一种实施例中扫描帧中光声扫描和超声扫描的示意图；图4为另一种实施例中扫描帧中光声扫描和超声扫描的两种具体的示意图；图5为另一种实施例的多模态成像系统的结构示意图；图6为再一种实施例的多模态成像系统的结构示意图；图7为包括回波接收处理装置的多模态成像系统的结构示意图；图8为一种实施例的多模态成像方法的流程图；图9为一种实施例的多模态成像方法中对光声信号进行处理的流程步骤图；图10为又一种实施例的多模态成像系统的结构示意图；图11为又一种实施例中扫描帧中光声扫描和超声扫描的一种具体的示意图；图12为还一种实施例的多模态成像系统的结构示意图；图13为又再一种实施例的多模态成像系统的结构示意图；图14为另一种实施例的多模态成像方法的流程图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。(也可根据情况省略)光声成像(PhotoacousticImaging，PAI)是上世纪末兴起的新型生物医学成像技术。光声成像原理基于光声效应：当生物组织受到短脉冲(一般为纳秒量级)激光照射时，组织中具有强光学吸收特性的物质(例如血液)吸收光能量之后引起局部升温和热膨胀，从而产生超声信号，一般称这种由光激发所产生的超声信号为光声信号。光声成像技术就是通过探测该光声信号，再利用相应的重建算法就可以高分辨地重建吸收体在组织内的位置和形态。专利技术人考虑到：光声成像反映的是生物体的功能信息，当用其探测血流时，成像过程中不用考虑探头与血管之间的角度及位置关系，但其只能显示血管的位置及形态，并不能反映血流的方向及大小(速度)等信息；超声多普勒成像则可以反映血流的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模态成像系统，其特征在于，包括：激光器，用于向目标组织发射激光；探头，用于向目标组织执行超声波的发射和接收，其中超声波的接收包括接收光声信号和超声回波信号；控制器，用于控制激光器的发射时序，以及探头发射和接收超声波的时序；B型成像处理装置，用于处理超声回波信号以得到用于目标组织B超成像的信息；多普勒成像处理装置，用于分析所述超声回波信号的多普勒信息以得到用于目标组织多普勒成像的信息；光声成像处理装置，用于处理所述光声信号以得到用于目标组织光声成像的信息；融合处理装置，用于至少根据B型成像处理装置得到的用于目标组织B超成像的信息、多普勒成像处理装置得到的用于目标组织多普勒成像的信息和所述光声成像处理装置得到的用于目标组织光声成像的信息，生成关于目标组织的图像。

【技术特征摘要】
1.一种多模态成像系统，其特征在于，包括：激光器，用于向目标组织发射激光；探头，用于向目标组织执行超声波的发射和接收，其中超声波的接收包括接收光声信号和超声回波信号；控制器，用于控制激光器的发射时序，以及探头发射和接收超声波的时序；B型成像处理装置，用于处理超声回波信号以得到用于目标组织B超成像的信息；多普勒成像处理装置，用于分析所述超声回波信号的多普勒信息以得到用于目标组织多普勒成像的信息；光声成像处理装置，用于处理所述光声信号以得到用于目标组织光声成像的信息；融合处理装置，用于至少根据B型成像处理装置得到的用于目标组织B超成像的信息、多普勒成像处理装置得到的用于目标组织多普勒成像的信息和所述光声成像处理装置得到的用于目标组织光声成像的信息，生成关于目标组织的图像。2.如权利要求1所述的多模态成像系统，其特征在于，所述控制器控制激光器按照一定时序向目标组织发射激光，以及控制探头在相邻两次激光发射的中间时段向目标组织执行超声波的发射。3.如权利要求2所述的多模态成像系统，其特征在于：所述控制器控制激光器发射激光，以及控制探头接收光声信号，以供所述光声成像处理装置进行处理；所述控制器再控制探头执行超声波的发射以进行B型成像扫描，以及控制探头接收超声回波信号，以供B型成像处理装置处理；所述控制器再控制探头执行超声波的发射以进行多普勒成像扫描，以及控制探头接收超声回波信号，以供多普勒成像处理装置处理；或者，所述控制器控制激光器发射激光，以及控制探头接收光声信号，以供所述光声成像处理装置进行处理；所述控制器再控制探头执行超声波的发射以进行多普勒成像扫描，以及控制探头接收超声回波信号，以供多普勒成像处理装置处理；所述控制器再控制探头执行超声波的发射以进行B型成像扫描，以及控制探头接收超声回波信号，以供B型成像处理装置处理。4.一种多模态成像系统，其特征在于，包括：激光器，用于向目标组织发射激光；探头，用于向目标组织执行超声波的发射和接收，其中超声波的接收包括接收光声信号和超声回波信号；控制器，用于控制激光器的发射时序，以及探头发射和接收超声波的时序；多普勒成像处理装置，用于分析所述超声回波信号的多普勒信息以得到用于目标组织多普勒成像的信息；光声成像处理装置，用于处理所述光声信号以得到用于目标组织光声成像的信息；融合处理装置，用于至少根据多普勒成像处理装置得到的用于目标组织多普勒成像的信息和所述光声成像处理装置得到的用于目标组织光声成像的信息，生成关于目标组织的图像。5.如权利要求4所述的多模态成像系统，其特征在于，所述控制器控制激光器按照一定时序向目标组织发射激光，以及控制探头在相邻两次激光发射的中间时段向目标组织执行超声波的发射。6.如权利要求5所述的多模态成像系统，其特征在于，所述控制器控制激光器发射激光，以及控制探头接收光声信号，以供所述光声成像处理装置进行处理；所述控制器再控制探头执行超声波的发射以进行多普勒成像扫描，以及控制探头接收超声回波信号，以供多普勒成像处理装置处理。7.如权利要求1或4所述的多模态成像系统，其特征在于，所述探头包括用于将电信号转换为超声波以及将超声波转换为电信号的元件阵列，以及激光出射口；所述探头通过所述元件阵列执行超声波的发射和接收，其中超声波的接收包括接收光声信号和超声回波信号；所述探头的激光出射口通过光纤与所述激光器连接，用于出射由所述激光器发射并由光纤传输过来的激光。8.如权利要求7所述的多模态成像系统，其特征在于，所述激光出射口包括两个，分别设置于所述探头的两侧。9.如权利要求1或4所述的多模态成像系统，其特征在于，所述多普勒成像处理装置至少包括下面一者：彩色多普勒血流成像装置，用于处理超声回波信号以获取用于目标组织彩色多普勒血流成像的信息；能量多普勒成像装置，用于处理超声回波信号以获取用于目标组织能量多普勒成像的信息；脉冲多普勒成像装置，用于处理超声回波信号以获取用于目标组织脉冲多普勒成像的信息。10.如权利要求1或4所述的多模态成像系统，其特征在于，所述用于目标组织多普勒成像的信息至少包含目标组织中流体的运动方向和/或速度信息。11.如权利要求1或4所述的多模态成像系统，其特征在于，所述用于目标组织光声成像的信息至少包含目标组织的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃东海，杨芳，向兰茜，朱磊，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，北京深迈瑞医疗电子技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44