光聲成像作為一種既能提供光學(xué)高對(duì)比度又能實(shí)現(xiàn)聲學(xué)大成像深度的新興醫(yī)學(xué)影像技術(shù),可通過對(duì)腫瘤滋養(yǎng)血管的三維成像,為癌癥的早期診斷提供一種全新的高靈敏檢測(cè)方法。本文針對(duì)消化道腫瘤的臨床成像需求,提出了一種內(nèi)部光激發(fā)、外部聲探測(cè)的透射共軸式光聲消化道內(nèi)窺成像系統(tǒng),并通過仿體與離體生物組織的成像實(shí)驗(yàn),與現(xiàn)有的反射非共軸式光聲內(nèi)窺成像系統(tǒng)的成像性能進(jìn)行了對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在仿體樣品中,透射共軸式光聲內(nèi)窺成像系統(tǒng)的信噪比相對(duì)反射非共軸式系統(tǒng)最高提高了43.3 dB,成像深度增大了28.4%;而離體生物組織中,在10.7 mm深處,其信噪比也提高了9.7 dB。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)有效提高了光聲信號(hào)的探測(cè)靈敏度,使該系統(tǒng)相較現(xiàn)有反射式系統(tǒng)具備更優(yōu)的成像信噪比和成像深度,為光聲消化道內(nèi)窺技術(shù)推向臨床提供了一種具有重要應(yīng)用潛力的實(shí)施方法。 

【文章來源】：光學(xué)精密工程. 2020,28(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

反射式、透射式系統(tǒng)的光-聲耦合模擬

圖3(a)為仿體實(shí)物圖。圖3(b)和3(c)分別表示在激發(fā)光不受散射的情況下,仿體的反射式與透射式光聲成像結(jié)果,其縱坐標(biāo)代表著黑膠帶距離激發(fā)光處的距離。虛線上方為黑膠帶的光聲信號(hào),下方為仿體-換能器界面、換能器內(nèi)部延時(shí)塊界面對(duì)原信號(hào)的反射信號(hào)。對(duì)圖3(b)和3(c)中的結(jié)果進(jìn)行信噪比的定量分析,結(jié)果如圖3(d)所示(彩圖見期刊電子版),其橫坐標(biāo)代表黑膠帶與激發(fā)光的距離。首先取圖中各條黑膠帶的信號(hào)均值作為信號(hào)值,然后取背景信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)差的均值作為噪聲值,代入公式(1)中,求得各條黑膠帶對(duì)應(yīng)的圖像信噪比。

該實(shí)驗(yàn)條件、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)與實(shí)驗(yàn)一保持一致,其仿體實(shí)物圖、成像結(jié)果與系統(tǒng)信噪比如圖4所示。圖4(b)和4(c)分別表示在激發(fā)光受散射情況下,仿體的光聲成像結(jié)果。圖4(d)表示在激發(fā)光受到散射的情況下,兩類成像系統(tǒng)的信噪比�？梢钥闯�,當(dāng)反射式系統(tǒng)成像位置約為3.3 mm處,此時(shí)系統(tǒng)的信噪比達(dá)到最大值30.0 dB。相同位置處,透射式系統(tǒng)的最大信噪比可達(dá)52.0 dB,相對(duì)反射式系統(tǒng)提高22.0 dB。同時(shí)對(duì)比圖3(d)與圖4(d)中的信噪比可得,在激發(fā)光受到散射影響的情況下,兩類系統(tǒng)的信噪比相比激發(fā)光不受散射的情況時(shí)皆有下降,但是在相同成像深度上透射式系統(tǒng)的信噪比均比反射式的高。在激發(fā)光受到散射的情況下,反射式系統(tǒng)的成像深度約為8.1 mm(14 dB處),而透射式系統(tǒng)的成像深度約為10.4 mm,其成像深度比反射式系統(tǒng)增加約28.4%,因此它具備更大的成像深度。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3543465