[发明专利]一种多维生物光声图像谱综合分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学及图像处理领域，特别是一种多维光声图像谱综合分析方法。

背景技术

在医疗诊断的过程中，对患者的初步诊断是一个非常重要的环节，它是进行进一步诊断的基础。因此，准确的初步诊断结果有利于提高后续诊断的效率，在整个诊断过程中起着重大作用。光声成像方法是一种新型的生物组织成像方法，它利用生物组织的光声效应原理，结合了组织纯光学成像与组织纯声学成像的优点，与传统的X射线成像、超声成像、磁共振成像等方法相比，具有对人体无伤害、成像分辨率高、对比度高的优势，在医学成像领域具有巨大的发展潜力。

超声传感器接收到的光声信号除了可以用于重建图像，还可以通过直接对光声信号进行分析，从而获得组织病变情况的初步诊断结果。目前已有的光声谱技术在医学领域的应用是利用单元素超声传感器所接收得到的一维信号对生物组织的病变情况进行判断，但是这种判断方法判断依据较少，数据量较小，从而准确率不高，往往会出现错误的诊断结果，因此亟待优化提高。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对生物组织病变初步诊断准确性低的问题，提供一种多维光声图像谱综合分析方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种多维光声图像谱综合分析方法，包括以下步骤：

步骤一，选取某类生物组织各病变类型的组织样本建立病变样本库；

步骤二，用某一波长的激光照射某一样本产生光声效应，使用超声传感器接收二维光声信号，获得该样本的二维光声图像；

步骤三，对该图像进行二维傅里叶变换，获得二维光声谱图并提取其特征谱图；

步骤四，改变激光波长，获得不同波长下该样本的二维光声图像和特征谱图，并按照波长的不同分别将其组合成三维光声图像和三维特征谱图；

步骤五，对所有样本进行如上操作，建立该生物组织的三维光声图像谱库；

步骤六，获取待诊断组织的三维光声图像谱，并与库中的谱图数据进行比对与匹配，从而得到初步诊断结果。

本发明中，优选地，所述步骤一中，对于某一种生物组织，选取所有已知的病变组织样本，覆盖该生物组织的所有可能出现的病变类型，有助于提高诊断的准确性。

本发明中，优选地，所述步骤二中，可采用已有的光声成像设备，对病变组织样本进行激光照射，采用二维或者多维超声传感器对光声信号进行接收。传感器的每一个单元接收到一组离散的一维信号，将所有传感器单元采集到的一维信号按一定规律排列组合，并且将接收到的光声信号强度作为像素灰度进行可视化，获得该波长下的一组光声图像。

本发明中，优选地，所述步骤三中，对二维光声图像进行二维傅里叶变换后所得到的二维光声谱图也进行可视化处理。提取得到的特征谱图可以有效反应该波长下光声图像的频率域特性。

本发明中，优选地，所述步骤四中，由于组织内部的不同成分的物质对不同波长的光吸收系数不同，因此采用不同波长的激光照射组织会在不同区域产生吸收峰值，从而可以区分出不同的病变情况。能够使生物体内部不同成分发生光声效应的激光波长具有一定范围，在这一范围内按照一定步长选取不同波长的激光照射，从而得到若干组不同波长的二维光声图像和二维光声特征谱图。以波长作为第三个维度，对每个样本可以组合得到一组三维光声图像和一组三维光声特征谱图。

本发明中，优选地，所述步骤五中，在光声图像谱数据库中，对应于每一个病变组织样本，有一组光声图像谱，其中包含一组三维光声图像和一组三维光声特征谱图。

本发明中，优选地，所属步骤六中，对待诊断生物组织进行三维光声谱采集时，其所用的检测环境，包括激光强度、波长选取、传感器型号等方面，应与样本的三维光声谱采集环境完全一致，从而提高二者的可对比性。将待测组织的三维光声图像谱与库中数据进行比较时，比对与匹配的精度对初步检测的准确性有着重要影响。可采用肉眼识别或者计算机识别等方法，对三维光声图像和三维光声特征谱图同时进行比对与匹配，得到对组织的初步诊断结果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是本发明的流程图。

图2是光声图像谱采集过程示意图。

具体实施方式：

本发明通过建立生物组织的多种类病变的三维光声图像谱数据库，对待诊断组织进行综合分析，从而获得初步诊断结果，提高了初步诊断的准确性与诊断效率。

如图1所示，本发明公开了一种多维光声图像谱综合分析方法，包括以下步骤：