一种基于轴向调制的用于提升光声显微成像系统轴向分辨率的方法技术方案

一种基于轴向调制的用于提升光声显微成像系统轴向分辨率的方法，首先使用空间频率为k的轴向结构光照射样品调制光声信号，窄带宽的超声换能器接收到的光声信号其频谱信息包含基频、和频和差频三部分信息。获取该空间频率的轴向结构光激发出来的三个相位的光声信号，通过三相位分离法分出这三部分频谱信息，然后信息移位，将错位的高频信息移至正确的位置。逐步增加轴向结构光空间频率，]得的不同频段的光声信号，逆傅里叶变换后即可获得高分辨率图像。可获得的最高轴向分辨率由可产生的轴向结构光空间频率决定。该方法能将轴向分辨率提升至光学衍射极限，实现三维空间分辨率的各向同性，使获得的光声图像能够更加真实地反映生物组织的真实结构。

【技术实现步骤摘要】
一种基于轴向调制的用于提升光声显微成像系统轴向分辨率的方法
本专利技术涉及光声显微成像领域，特别涉及一种基于轴向调制的用于提升光声显微成像系统轴向分辨率的方法。
技术介绍
在光声显微成像中，由于成像通常是点扫描方式，因此横向分辨率由光焦点与声焦点的尺寸共同决定。然而，在光声显微成像的轴向，无论光焦点的大小如何，空间分辨率都是由探测用的超声换能器的带宽决定的。这是因为在轴向虽然可以通过提高光聚焦的数值孔径来降低光学焦点的大小，但是探测超声信号时使用的是时间分辨的方式而非点探测的方式，所以超声换能器的带宽决定了轴向空间单位脉冲响应的宽度，即轴向分辨率。该问题在光学分辨光声显微成像系统中尤为突出，在光学分辨的光声显微成像中，横向分辨率往往可以达到光学衍射极限的分辨率(百纳米量级)，而轴向分辨率却很难优于10微米，这使得三维成像的结果往往是各向异性的，无法反映生物组织的真实结构。为提升系统的轴向分辨率，近些年来，世界各国的研究小组们分别从超声探测和光激光两个方面分别进行了一些研究。有研究者在离轴探测模式的声学分辨光声显微系统中通过使用两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于轴向调制的用于提升光声显微成像系统轴向分辨率的方法，其特征在于：/n包括以下步骤：/nS1：空间频率为k的轴向结构光照射样品，由于莫尔效应，轴向结构光会调制光声信号；/nS2：窄带宽的超声换能器接收到的光声信号其频谱信息包含基频DN、和频DP和差频DS三部分信息，获取该空间频率的轴向结构光激发出来的三个相位

【技术特征摘要】
1.一种基于轴向调制的用于提升光声显微成像系统轴向分辨率的方法，其特征在于：
包括以下步骤：
S1：空间频率为k的轴向结构光照射样品，由于莫尔效应，轴向结构光会调制光声信号；
S2：窄带宽的超声换能器接收到的光声信号其频谱信息包含基频DN、和频DP和差频DS三部分信息，获取该空间频率的轴向结构光激发出来的三个相位的光声信号，通过三相位分离法分出这三部分频谱信息；
S3：进行信息移位，将错位的高频信息(和频DP和差频DS)移至正确的位置；
S4：由于激发光声信号所用的物镜其截止频率远高于超声换能器的带宽，增大轴向结构光调制频率重复上述步骤，直至物镜的截止频率；
S5：通过维纳滤波在频域内组合获得的不同频段的光声信号，逆傅里叶变换后即可获得高分辨率图像。


2.根据权利要求1所述的一种基于轴向调制的用于提升光声显微成像系统轴向分辨率的方法，其特征在于：
S1中所述轴向结构光是指在超声探头探测方向上光强呈现余弦变化的光斑：满足



I0为余弦变化的轴向结构光的平均强度，为余弦变化的轴向结构光的初始相位，k0为轴向结构光余弦变化的空间频率，m为轴向结构光余弦变化的调制度，经轴向结构光调制得到的光声信号频谱信息可用下式表示：



其中，η为热能的转化效率，为μ(z)的傅里叶变换，为获取的光声信号PA(z)的傅里叶变换，为整个系统的频谱响应，基频DN,差频DP,和频DS为










为在均匀光照明下获取的光声信号频谱，其他两项则是分别在频域移至k0，-k0位置处的信号。


3.根据权利要求1所述的一种基于轴向调制的用于提升光声显微成像系统轴向分辨率的方法，其特征在于：
S2中所述的基频DN、和频DP和差频DS的相位差为2π/3；
三相位分离法是指经过结构光调制后，获得的信号中包含有三部分频谱信息基频DN、和频DP、差频DS,而要获得高分辨率图像则要恢复出信号的高频信息，这需要将三部分频谱信息进行分离，三个相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋贤林，杨孝全，骆清铭，王玉皞，魏剑霜，宋玲芳，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36