本申請涉及光聲內(nèi)窺，特別是涉及一種光聲內(nèi)窺成像組件、計算機(jī)設(shè)備以及內(nèi)窺成像方法。

背景技術(shù)：

1、食管早癌和早期浸潤癌是我國高發(fā)高危的消化道腫瘤，占全世界發(fā)病率和死亡率50%。臨床早期發(fā)現(xiàn)及邊界識別是腫瘤診斷的核心和重點(diǎn)。目前，臨床上對消化道腫瘤的診斷以電子內(nèi)窺鏡和超聲內(nèi)鏡檢查為主。其中電子內(nèi)窺鏡依靠電子成像傳感器（ccd或cmos）實(shí)時成像，由于其靈敏度較低，主要用于宏觀成像；而現(xiàn)有超聲內(nèi)鏡檢查是直接將超聲探頭送入消化道進(jìn)行探測，因聲學(xué)介質(zhì)要求，其探頭表面需緊貼觀察組織，且現(xiàn)有超聲內(nèi)鏡的觀察景深較淺。

2、上述兩種方常用法針對消化道早癌診斷的準(zhǔn)確性較低，且尚未出現(xiàn)有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請的一個優(yōu)勢在于提供一種光聲內(nèi)窺成像組件、計算機(jī)設(shè)備以及內(nèi)窺成像方法，其通過消除人體臟器褶皺、抖動及食管自然收縮帶來的影響，并利用孔徑成像原理，以合成探測孔徑的方式實(shí)現(xiàn)大景深情況下的更高光聲分辨率探測，從而提高消化道早癌等疾病診斷的準(zhǔn)確性。

2、基于此，為了實(shí)現(xiàn)本申請的上述優(yōu)勢或其他優(yōu)點(diǎn)和目的，本申請?zhí)峁┝艘环N光聲內(nèi)窺成像組件，包括光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)和與所述光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)相連的光聲內(nèi)窺成像系統(tǒng)，所述光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)，包括：

3、球囊，在所述光聲內(nèi)窺成像組件成像工作時，所述球囊的空腔內(nèi)充滿液體介質(zhì)，用于撐起待測器官內(nèi)壁；

4、光聲內(nèi)窺探頭，所述光聲內(nèi)窺探頭用于向周圍組織發(fā)射激光信號并接收經(jīng)組織激發(fā)響應(yīng)后的回波聲信號原始數(shù)據(jù)，所述光聲內(nèi)窺探頭一端被所述球囊中心包覆，且所述光聲內(nèi)窺探頭被所述球囊包覆的一端內(nèi)設(shè)置有換能器，所述換能器的聚焦位置在所述球囊內(nèi)，用于接收經(jīng)組織激發(fā)響應(yīng)后的回波聲信號原始數(shù)據(jù)；

5、運(yùn)動控制單元，所述運(yùn)動控制單元與所述光聲內(nèi)窺探頭相連，用于控制所述光聲內(nèi)窺探頭的運(yùn)動，并獲取所述換能器的位置與角度信息；

6、所述光聲內(nèi)窺成像系統(tǒng)包括合成孔徑圖像數(shù)據(jù)處理單元，所述合成孔徑圖像數(shù)據(jù)處理單元分別與所述光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)的運(yùn)動控制單元和光聲內(nèi)窺探頭相連，用于接收所述回波聲信號原始數(shù)據(jù)和所述換能器的位置與角度信息，并利用合成孔徑原理對所述回波聲信號原始數(shù)據(jù)、所述換能器的位置與角度信息進(jìn)行處理，獲得高分辨率光聲圖像。

7、根據(jù)本申請的一個實(shí)施例，所述光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)還包括球囊導(dǎo)管，所述球囊導(dǎo)管與所述球囊相連，用于引導(dǎo)所述光聲內(nèi)窺探頭和所述球囊進(jìn)入預(yù)設(shè)待測腔體。

8、根據(jù)本申請的一個實(shí)施例，所述球囊由軟性透明材料制成。

9、根據(jù)本申請的一個實(shí)施例，所述光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)還包括光聲激光光源，所述光聲激光光源與所述光聲內(nèi)窺探頭的另一端相連，用于向所述光聲內(nèi)窺探頭發(fā)射激光信號。

10、根據(jù)本申請的一個實(shí)施例，所述換能器為單一接收陣元的換能器。

11、根據(jù)本申請的一個實(shí)施例，所述光聲內(nèi)窺成像系統(tǒng)還包括：

12、顯示器，所述顯示器與所述合成孔徑圖像數(shù)據(jù)處理單元相連，用于接收所述圖像信號并顯示。

13、本申請的又一實(shí)施例公開了一種內(nèi)窺成像方法，包括：

14、將所述球囊送入待測器官內(nèi)的預(yù)設(shè)位置；

15、在所述球囊的空腔內(nèi)充滿液體介質(zhì)，使所述球囊撐起待測器官內(nèi)壁；

16、所述運(yùn)動控制單元控制所述光聲內(nèi)窺探頭按照預(yù)設(shè)角度旋轉(zhuǎn)、按照預(yù)設(shè)步長移動，并采集所述換能器的位置與角度信息；

17、在每個旋轉(zhuǎn)角度下，所述光聲內(nèi)窺探頭向周圍組織發(fā)射激光信號并由換能器接收經(jīng)組織激發(fā)響應(yīng)后的回波聲信號原始數(shù)據(jù)；

18、接收所述回波聲信號原始數(shù)據(jù)和所述換能器的位置與角度信息，并利用合成孔徑原理對所述回波聲信號原始數(shù)據(jù)、所述換能器的位置與角度信息進(jìn)行處理，獲得高分辨率光聲圖像。

19、根據(jù)本申請的一個實(shí)施例，所述方法還包括：利用球囊導(dǎo)管將所述球囊送入待測器官內(nèi)的預(yù)設(shè)位置。

20、根據(jù)本申請的一個實(shí)施例，利用合成孔徑原理對所述回波聲信號原始數(shù)據(jù)、所述換能器的位置與角度信息進(jìn)行處理，獲得高分辨率光聲圖像的過程，包括：

21、將所述回波聲信號原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為待合成的數(shù)字信號；

22、定義目標(biāo)成像點(diǎn)；

23、計算所述目標(biāo)成像點(diǎn)與所述換能器各個旋轉(zhuǎn)角度下焦點(diǎn)的距離；

24、根據(jù)所述距離不同，對所述數(shù)字信號進(jìn)行延遲補(bǔ)償；

25、通過插值處理補(bǔ)償延遲造成的非整點(diǎn)采樣誤差；

26、計算延遲補(bǔ)償后所述數(shù)字信號對應(yīng)的加權(quán)值；

27、根據(jù)所述加權(quán)值計算單一成像點(diǎn)的高分辨率光聲圖像；

28、遍歷計算所有成像點(diǎn)，重建待測器官的整幅圖像。

29、本申請的另一實(shí)施例公開了一種計算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)控制球囊收張、光聲內(nèi)窺探頭的運(yùn)動、信號收發(fā)以及利用合成孔徑原理對信號進(jìn)行處理成像。

30、有益效果：本申請本發(fā)明公開的光聲內(nèi)窺成像組件、計算機(jī)設(shè)備以及內(nèi)窺成像方法，在成像工作時，能夠?qū)崿F(xiàn)由球囊支撐起待測器官，建立穩(wěn)定探測平臺環(huán)境，消除了人體臟器褶皺、抖動及食管自然收縮帶來的影響。同時，換能器的聚焦位置設(shè)置在球囊內(nèi)而不在成像對象上，利用合成孔徑原理對所述回波聲信號原始數(shù)據(jù)、所述換能器的位置與角度信息進(jìn)行處理，即以合成探測孔徑的方式實(shí)現(xiàn)大景深情況下的更高光聲分辨率探測，從而獲得高分辨率光聲圖像。本發(fā)明公開的光聲內(nèi)窺成像組件、計算機(jī)設(shè)備和內(nèi)窺成像方法，通過高分辨率光聲圖像提高了消化道早癌診斷的準(zhǔn)確性，并普適其他管腔類器官病變的診斷。

技術(shù)特征：

1.一種光聲內(nèi)窺成像組件，包括光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)和與所述光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)相連的光聲內(nèi)窺成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光聲內(nèi)窺成像組件，其特征在于，所述光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)還包括球囊導(dǎo)管，所述球囊導(dǎo)管與所述球囊相連，用于引導(dǎo)所述光聲內(nèi)窺探頭和所述球囊進(jìn)入預(yù)設(shè)待測腔體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述光聲內(nèi)窺成像組件，其特征在于，所述球囊由軟性透明材料制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述光聲內(nèi)窺成像組件，其特征在于，所述光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)還包括光聲激光光源，所述光聲激光光源與所述光聲內(nèi)窺探頭的另一端相連，用于向所述光聲內(nèi)窺探頭發(fā)射激光信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述光聲內(nèi)窺成像組件，其特征在于，所述換能器為單一接收陣元的換能器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述光聲內(nèi)窺成像組件，其特征在于，所述光聲內(nèi)窺成像系統(tǒng)還包括：

7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述光聲內(nèi)窺成像組件的內(nèi)窺成像方法，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述光聲內(nèi)窺成像組件的內(nèi)窺成像方法，其特征在于，還包括：利用球囊導(dǎo)管將所述球囊送入待測器官內(nèi)的預(yù)設(shè)位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述光聲內(nèi)窺成像組件的內(nèi)窺成像方法，其特征在于，利用合成孔徑原理對所述回波聲信號原始數(shù)據(jù)、所述換能器的位置與角度信息進(jìn)行處理，獲得高分辨率光聲圖像的過程，包括：

10.一種計算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行權(quán)利要求7-權(quán)利要求9任一項(xiàng)所述的方法，實(shí)現(xiàn)控制光聲內(nèi)窺探頭的運(yùn)動、信號收發(fā)以及利用合成孔徑原理對信號進(jìn)行處理成像。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種光聲內(nèi)窺成像組件、計算機(jī)設(shè)備以及內(nèi)窺成像方法，組件包括光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)和光聲內(nèi)窺成像系統(tǒng)。其中，所述光聲內(nèi)窺探測系統(tǒng)包括球囊、運(yùn)動控制單元和光聲內(nèi)窺探頭，光聲內(nèi)窺成像系統(tǒng)包括合成孔徑圖像數(shù)據(jù)處理單元。在光聲內(nèi)窺成像組件成像工作時，所述球囊的空腔內(nèi)充滿液體介質(zhì)撐起待測器官內(nèi)壁，換能器聚焦位置在所述球囊內(nèi)接收經(jīng)組織激發(fā)響應(yīng)后的回波聲信號原始數(shù)據(jù)。合成孔徑圖像數(shù)據(jù)處理單元利用合成孔徑原理對所述回波聲信號原始數(shù)據(jù)、所述換能器的位置與角度信息進(jìn)行處理，獲得高分辨率光聲圖像。本發(fā)明通過球囊支撐消除器官褶皺和運(yùn)動影響，并利用合成孔徑原理獲得高分辨率光聲圖像，提高了消化道早癌診斷準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：肖舉林,李馳野,施鈞輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：之江實(shí)驗(yàn)室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30