一种光学相干弹性成像方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种光学相干弹性成像方法及装置，其中，所述光学相干弹性成像方法利用超声声束诱发待测样品产生传播方向垂直的第一弹性波和第二弹性波，使得在利用光学相干层析成像方法对第一弹性波和第二弹性波进行成像时，可以获得包含第一方向和第二方向两个方向的弹性信息的成像结果，从而可以根据该成像结果获取所述待测样品在第一方向上的弹性信息和所述待测样品在第二方向上的弹性信息，实现对被测样品的轴向和侧向弹性信息的测量的目的，实现全面和准确评估被测样品的各向异性的弹性特征的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种光学相干弹性成像方法及装置
本申请涉及成像
，更具体地说，涉及一种光学相干弹性成像方法及装置。
技术介绍
生物组织的弹性力学特性差异来源于生物分子、细胞和样品水平的成分、结构与相互作用的不同，生物组织的弹性测量对于评估样品的生理功能具有重要意义，可以用于眼球、心血管、乳腺、肝脏等部位疾病的诊断。老年性黄斑变性(Age-relatedmaculardegeneration，AMD)，一种视网膜黄斑区色素上皮的退行性病变，是引起60岁以上人群不可逆致盲的主要原因之一。视网膜弹性测量能够用于湿性AMD的发生风险评估和早期诊断，以实现早期干预和治疗，从而延缓疾病进展、提高治疗效果，具有十分重要的临床应用价值。目前对生物组织进行弹性测量的主流方法为光学相干弹性成像(OpticalCoherenceElastography，OCE)法，该方法是一种基于光学相干层析成像(OpticalCoherenceTomography，OCT)平台和弹性测量原理，分析生物组织的弹性力学参数(如剪切模量和杨氏模量)的成像模式。光学相干层析成像(Opticalcoherencetomography，OCT)是一种非侵入的高分辨三维医学成像技术，空间分辨率达到大约10μm，生物组织的成像深度为2-3mm，成像视场达到大约1cm，结合不同的计算方法和测量原理，可以用于生物组织的结构成像、血流造影成像和弹性成像。但现有技术中利用超声声束诱导的光学相干弹性成像方法对生物组织进行成像时，仅能得到被测生物组织垂直外作用力方向的侧向弹性信息，而无法得到被测生物组织平行于外作用力方向的轴向弹性信息，导致无法全面和准确地评估生物组织的各向异性的弹性特征。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请提供了一种光学相干弹性成像方法及装置，以实现对被测样品的轴向和侧向弹性信息的测量的目的，实现全面和准确评估被测样品的各向异性的弹性特征的目的。为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：一种光学相干弹性成像方法，包括：利用超声声束诱发待测样品产生第一弹性波和第二弹性波，所述第一弹性波的传播方向为第一方向，所述第二弹性波的传播方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直；利用光学相干层析成像方法，对所述第一弹性波和所述第二弹性波进行成像，并根据成像结果获取所述待测样品在第一方向上的弹性信息和所述待测样品在第二方向上的弹性信息。可选的，所述利用超声声束诱发待测样品产生第一弹性波和第二弹性波包括：利用多个所述超声声束，在所述待测样品中形成多点的振源，所述多点的振源诱发所述待测样品表面和/或内部产生所述第一弹性波和所述第二弹性波。可选的，当所述第一弹性波和所述第二弹性波位于所述待测样品表面时，所述第一弹性波和所述第二弹性波分别为表面瑞利波和纵向剪切波。可选的，当所述第一弹性波和所述第二弹性波位于所述待测样品内部时，所述第一弹性波和所述第二弹性波分别为纵向剪切波和横向剪切波。可选的，所述利用光学相干层析成像方法，对所述第一弹性波和所述第二弹性波进行成像，并根据成像结果获取所述待测样品在第一方向上的弹性信息和所述待测样品在第二方向上的弹性信息包括：利用光学相干层析成像方法，对所述待测样品表面的所述第一弹性波和所述第二弹性波进行成像，并根据成像结果获取所述待测样品表面在第一方向上的弹性信息和所述待测样品表面在所述第二方向上的弹性信息；利用光学相干层析成像方法，对所述待测样品内部的所述第一弹性波和所述第二弹性波进行成像，并根据成像结果获取所述待测样品表面在第一方向上的弹性信息和所述待测样品表面在所述第二方向上的弹性信息。一种光学相干弹性成像系统，包括：成像单元和声辐射力激发单元；其中，所述声辐射力激发单元，用于形成多束超声声束向待测样品传输，以使多束所述超声声束诱发待测样品产生第一弹性波和第二弹性波，所述第一弹性波的传播方向为第一方向，所述第二弹性波的传播方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述成像单元，用于向所述待测样品传输探测光束，并接收所述待测样品反射和散射的探测光束，和用于利用光学相干层析成像方法，根据反射和散射的所述探测光束对所述第一弹性波和所述第二弹性波进行成像，并根据成像结果获取所述待测样品在第一方向上的弹性信息和所述待测样品在第二方向上的弹性信息。可选的，还包括：耦合单元；所述耦合单元包括声反射面和光入射面，所述声反射面具有光学透明特性和声反射特性；所述探测光束通过所述光入射面入射，并透过所述声反射面向待测样品传输，所述超声声束被所述声反射面反射后，与所述探测光束沿同一方向或相近方向向所述待测样品传输。可选的，所述耦合单元包括：第一介质结构、中间介质结构和第二介质结构；其中，所述中间介质结构设置于所述第一介质结构和所述第二介质结构之间，所述第一介质结构包括所述光入射面；所述第二介质结构包括声入射面，所述中间介质结构与所述第二介质结构的接触面为所述声反射面。可选的，所述第一介质结构的光学折射率、第二介质结构的光学折射率以及所述中间介质结构的光学折射率的差值小于第一预设差值；所述第二介质结构的声阻抗与所述中间介质结构的声阻抗的差值大于第二预设差值。可选的，所述第一介质结构和第二介质结构均为棱镜，所述中间介质结构为硅油层或水层；或所述第一介质结构和第二介质结构均为硅油层或水层或磷酸缓冲盐溶液层或生理盐水层，所述中间介质结构为玻璃层。从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种光学相干弹性成像方法及装置，其中，所述光学相干弹性成像方法利用超声声束诱发待测样品产生传播方向垂直的第一弹性波和第二弹性波，使得在利用光学相干层析成像方法对第一弹性波和第二弹性波进行成像时，可以获得包含第一方向和第二方向两个方向的弹性信息的成像结果，从而可以根据该成像结果获取所述待测样品在第一方向上的弹性信息和所述待测样品在第二方向上的弹性信息，实现对被测样品的轴向和侧向弹性信息的测量的目的，实现全面和准确评估被测样品的各向异性的弹性特征的目的。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中，光学相干弹性成像的测量原理示意图；图2为本申请的一个实施例提供的一种光学相干弹性成像方法的流程示意图；图3为一种阵列式超声换能器的阵列排布示意图；图4为两个点振源作用在待测样品内部时，诱发的压缩波和剪切波示意图；图5为两个点振源作用在待测样品表面时，诱发的压缩波和剪切波示意图；图6为M-B扫描的原理示意图；图7为本申请的一个实施例提供的一种光学相干弹性成像系统的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学相干弹性成像方法，其特征在于，包括：/n利用超声声束诱发待测样品产生第一弹性波和第二弹性波，所述第一弹性波的传播方向为第一方向，所述第二弹性波的传播方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直；/n利用光学相干层析成像方法，对所述第一弹性波和所述第二弹性波进行成像，并根据成像结果获取所述待测样品在第一方向上的弹性信息和所述待测样品在第二方向上的弹性信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学相干弹性成像方法，其特征在于，包括：
利用超声声束诱发待测样品产生第一弹性波和第二弹性波，所述第一弹性波的传播方向为第一方向，所述第二弹性波的传播方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直；
利用光学相干层析成像方法，对所述第一弹性波和所述第二弹性波进行成像，并根据成像结果获取所述待测样品在第一方向上的弹性信息和所述待测样品在第二方向上的弹性信息。


2.根据权利要求1所述的光学相干弹性成像方法，其特征在于，所述利用超声声束诱发待测样品产生第一弹性波和第二弹性波包括：
利用多个所述超声声束，在所述待测样品中形成多点的振源，所述多点的振源诱发所述待测样品表面和/或内部产生所述第一弹性波和所述第二弹性波。


3.根据权利要求2所述的光学相干弹性成像方法，其特征在于，当所述第一弹性波和所述第二弹性波位于所述待测样品表面时，所述第一弹性波和所述第二弹性波分别为表面瑞利波和纵向剪切波。


4.根据权利要求2所述的光学相干弹性成像方法，其特征在于，当所述第一弹性波和所述第二弹性波位于所述待测样品内部时，所述第一弹性波和所述第二弹性波分别为纵向剪切波和横向剪切波。


5.根据权利要求2所述的光学相干弹性成像方法，其特征在于，所述利用光学相干层析成像方法，对所述第一弹性波和所述第二弹性波进行成像，并根据成像结果获取所述待测样品在第一方向上的弹性信息和所述待测样品在第二方向上的弹性信息包括：
利用光学相干层析成像方法，对所述待测样品表面的所述第一弹性波和所述第二弹性波进行成像，并根据成像结果获取所述待测样品表面在第一方向上的弹性信息和所述待测样品表面在所述第二方向上的弹性信息；
利用光学相干层析成像方法，对所述待测样品内部的所述第一弹性波和所述第二弹性波进行成像，并根据成像结果获取所述待测样品表面在第一方向上的弹性信息和所述待测样品表面在所述第二方向上的弹性信息。


6.一种光学相干弹性成像系统，其特征在于，包括：成像单元和声辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱疆，樊凡，祝连庆，杨强，王重阳，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11