一种交错稀疏采样多光谱光声断层成像系统及方法技术方案

一种交错稀疏采样多光谱光声断层成像系统通过传感器围绕成像对象旋转得到稀疏角度光声投影数据，从而在大幅度减少传感器数量的情况下也能得到高质量的重建光声图像和高精度的波谱分离结果，大大降低生产成本和简化成像系统。一种交错稀疏采样多光谱光声断层成像方法,在减少传感器数量的情况下，利用交错稀疏模式获取投影数据，并通过组合各波长下采集得到的交错稀疏投影数据可以得到一组密集投影，对该密集投影进行重建，最终得到具有良好结构信息高质量的先验图像，利用此先验图像引导各单波长下的稀疏角度光声投影重建，从而增强重建光声图像并最终提高波谱分离的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种交错稀疏采样多光谱光声断层成像系统及方法
本专利技术涉及生物医学仪器领域，特别是涉及一种交错稀疏采样多光谱光声断层成像系统及方法。
技术介绍
光声层析成像是一种新型的混合成像模式，通过探测弹性介质吸收脉冲光能量后产生的宽带超声波来成像。通过识别在多个激发波长下获得的光声图像序列中吸收光谱的变化，多光谱光声层析成像能够分离组织中光吸收体的分布，并对它们的浓度进行量化，具有非侵入性成像的能力。光声层析成像具有很大的通用性，已经被证明能够可视化哺乳动物大脑的神经元活动，检测、诊断和治疗疾病，特别是癌症。此外，光声层析成像被用于诊断胎盘和胎儿的功能障碍，评估血管对治疗性癌症药物的反应，是一种很有前途的成像方式。现有技术的多光谱光声层析成像系统采用由数百个探测元件组成的传感器阵列进行光声信号采集。由于多激发波长，多光谱光声层析成像会产生很大的数据集，因此对成像系统的数据吞吐量和存储容量提出了很高的要求。此外，每个元件都需要其专用的前置放大器和数据采集通道，使得系统复杂度和成本较高。实际上，通常通过稀疏采样来减少数据量，传感器数目的减少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交错稀疏采样多光谱光声断层成像系统,其特征在于：在数据采集过程中，当波长切换时通过传感器围绕成像对象旋转，进行稀疏采样，实现不同波长下对应的不同角度的光声信号采集，得到稀疏角度光声投影数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种交错稀疏采样多光谱光声断层成像系统,其特征在于：在数据采集过程中，当波长切换时通过传感器围绕成像对象旋转，进行稀疏采样，实现不同波长下对应的不同角度的光声信号采集，得到稀疏角度光声投影数据。


2.根据权利要求1所述的交错稀疏采样多光谱光声断层成像系统,其特征在于：设置有传感器阵列模块和机械旋转模块，
传感器阵列模块，用于对成像对象进行数据采集，且环绕均匀分布于成像对象的周围；
机械旋转模块，在每次波长切换期间带动传感器阵列模块绕成像对象转动一次。


3.根据权利要求2所述的交错稀疏采样多光谱光声断层成像系统,其特征在于：所述传感器阵列模块设置有多个超声换能器元件，超声换能器元件以成像对象为圆心呈环形均匀分布；
定义两个相邻所述超声换能器元件的圆心角为θ，存在0°＜θ≤180°。


4.根据权利要求3所述的交错稀疏采样多光谱光声断层成像系统,其特征在于：所述机械旋转模块以同一方向且每次以转动角为φ依次进行旋转，且φ＝θ/n，其中n为旋转次数，n≥1；
数据采集中使用的波长数目为n+1。


5.根据权利要求4所述的交错稀疏采样多光谱光声断层成像系统,其特征在于：还设置有激光发射模块、信号采集模块和信号处理模块，
激光发射模块，用于发射脉冲激光照射成像物体；
信号采集模块，用于采集物体吸收激光的能量发生热弹性膨胀而产生宽带超声波信号，得到稀疏角度光声投影数据；
信号处理模块，对信号采集模块采集到的稀疏角度光声投影数据进行处理，得到重建光声图像和波谱分离结果。


6.一种交错稀疏采样多光谱光声断层成像方法,其特征在于：采用如权利要求1至5任意一项所述的交错稀疏采样多光谱光声断层成像系统，包括步骤如下：
步骤一、收集数据采集过程中的所有稀疏角度光声投影数据，组合得到一组密集投影数据，对所述密集投影数据进行重建，得到先验图像；
步骤二、在步骤一得到先验图像引导下，分别对各波长下的稀疏角度光声投影...

【专利技术属性】
技术研发人员：理喜盼，戚力，田昌敏，张双阳，吴建，冯前进，陈武凡，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：发明
国别省市：广东;44