透射共轴式光声消化内窥成像系统

发布时间：2021-12-19 00:48

　　光声成像作为一种既能提供光学高对比度又能实现声学大成像深度的新兴医学影像技术,可通过对肿瘤滋养血管的三维成像,为癌症的早期诊断提供一种全新的高灵敏检测方法。本文针对消化道肿瘤的临床成像需求,提出了一种内部光激发、外部声探测的透射共轴式光声消化道内窥成像系统,并通过仿体与离体生物组织的成像实验,与现有的反射非共轴式光声内窥成像系统的成像性能进行了对比。实验结果表明,在仿体样品中,透射共轴式光声内窥成像系统的信噪比相对反射非共轴式系统最高提高了43.3 dB,成像深度增大了28.4%;而离体生物组织中,在10.7 mm深处,其信噪比也提高了9.7 dB。实验验证了本设计有效提高了光声信号的探测灵敏度,使该系统相较现有反射式系统具备更优的成像信噪比和成像深度,为光声消化道内窥技术推向临床提供了一种具有重要应用潜力的实施方法。 

【文章来源】：光学精密工程. 2020,28(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

反射式、透射式系统的光-声耦合模拟

图3(a)为仿体实物图。图3(b)和3(c)分别表示在激发光不受散射的情况下,仿体的反射式与透射式光声成像结果,其纵坐标代表着黑胶带距离激发光处的距离。虚线上方为黑胶带的光声信号,下方为仿体-换能器界面、换能器内部延时块界面对原信号的反射信号。对图3(b)和3(c)中的结果进行信噪比的定量分析,结果如图3(d)所示(彩图见期刊电子版),其横坐标代表黑胶带与激发光的距离。首先取图中各条黑胶带的信号均值作为信号值,然后取背景信号标准差的均值作为噪声值,代入公式(1)中,求得各条黑胶带对应的图像信噪比。

该实验条件、数据处理环节与实验一保持一致,其仿体实物图、成像结果与系统信噪比如图4所示。图4(b)和4(c)分别表示在激发光受散射情况下,仿体的光声成像结果。图4(d)表示在激发光受到散射的情况下,两类成像系统的信噪比。可以看出,当反射式系统成像位置约为3.3 mm处,此时系统的信噪比达到最大值30.0 dB。相同位置处,透射式系统的最大信噪比可达52.0 dB,相对反射式系统提高22.0 dB。同时对比图3(d)与图4(d)中的信噪比可得,在激发光受到散射影响的情况下,两类系统的信噪比相比激发光不受散射的情况时皆有下降,但是在相同成像深度上透射式系统的信噪比均比反射式的高。在激发光受到散射的情况下,反射式系统的成像深度约为8.1 mm(14 dB处),而透射式系统的成像深度约为10.4 mm,其成像深度比反射式系统增加约28.4%,因此它具备更大的成像深度。

【参考文献】：
期刊论文
[1]面向临床应用的光声成像技术[J]. 林日强,冷吉,陈敬钦,刘成波,龚小竞,宋亮.  中国医疗设备. 2018(01)
[2]White light endoscopy,narrow band imaging and chromoendoscopy with magnification in diagnosing colorectal neoplasia[J]. Rajvinder Singh,Victoria Owen,Anthony Shonde,Philip Kaye,Christopher Hawkey,Krish Ragunath.  World Journal of Gastrointestinal Endoscopy. 2009(01)
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本文编号：3543465