[发明专利]一种光学超声双导管内窥成像系统及方法

说明书

本发明公开了一种光学超声双导管内窥成像系统，包括：超声扫描模块，光学扫描模块，信号发生模块，数据采集模块，数据处理模块和终端显示模块；还公开了一种光学超声双导管内窥成像方法，通过如前所述的光学超声双导管内窥成像系统实现。本发明的光学超声双导管内窥成像系统及方法，该系统融合超声和OCT技术，集成在同一设备，采用双导管自主选择成像模式，区别于现有专利普遍的融合导管，该系统采用两根独立的导管系统，既可以单独进行超声或OCT成像，也可以作为超声‑OCT融合成像系统使用，一方面通过交互配准融合提高了提高成像质量和穿透深度；另一方面也提高了系统的适用性和便捷性，降低了产品的使用成本。

本发明要求申请日为2018年07月25日、发明名称为“一种内窥成像的光学超声双导管系统及其工作方法”、申请号为201810827713.3的中国专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及一种光学超声双导管内窥成像系统及方法，属于内窥成像技术领域。

背景技术

光干涉断层成像系统(Optical Coherence Tomography,OCT)和内窥超声系统(intra-vascular ultrasound,IVUS)是目前常用的且有效应用于内窥疾病检测的成像系统。内窥超声系统(IVUS)是一种无创的超声成像技术与微创的导管技术相结合的成像系统，基于超声原理进行成像，具有较深的穿透深度和较大的成像范围，但空间分辨率低。内窥超声系统的组成通常包括超声扫描模块，数据采集模块，数据处理模块和终端显示模块。OCT成像原理与超声类似，主要利用无创的光干涉成像技术与微创导管介入技术结合，OCT基于近红外光进行低相干干涉成像，具有较高的空间分辨率，但穿透深度较浅及成像范围较小。OCT系统的组成通常包括信号发生模块，光学扫描模块，数据采集模块，数据处理模块和终端显示模块。信号发生模块通常由光信号生成器和电信号生成器同步触发器构成。其中光信号生成器通常为扫频激光器(Swept laser source)或连续激光器(SLD)构成。

为满足血管内成像所需的高空间分辨率、深穿透深度和大成像范围要求，专利CN103385758A基于超声和OCT相似的成像原理，提出了以内窥超声和OCT技术融合为基础的血管内光学超声混合导管成像系统。但混合导管内窥成像系统在高速旋转条件下成像时，会引起导管剧烈震动，一方面在耦合过程中产生高噪声，另一方面受超声换能器转换时间限制降低成像质量。专利US09833221B2，用基于IVUS和OCT的混合双模导管进行成像，部分阐述了基于IVUS和OCT混合双模导管数据进行超声与光学的图像融合处理。该专利所述的IVUS和OCT混合双模导管与本专利所述双导管系统有本质区别。同时该专利没有考虑混合双模导管耦合可能出现的尺寸过大问题，以及为了兼容两种成像模式而需进行的单个成像妥协问题同时依据该专利阐述，仅需单独某个成像功能时，双模成像带来成本过高问题将是一个新的问题。并且该专利只是针对IVUS和OCT进行成像和交互，并没有在其它内窥组织成像功能。专利US20140187920A1，介绍了一种系统装置，该系统是把血管内超声或血管内OCT图像与CTA图像进行工作流的配合，但该专利只是介绍一种系统，并没有针对两种成像功能集中到一个设备中，并且该专利并没有进行涉及内窥图像融合和交互配准。现有技术中提出的多导管系统属于串行工作方式，每次从超声、OCT、FL-超声、FFR等多种模式中选择一个工作流，单独成像后进行图像比对获得具体结构信息，但没有进行图像融合获得具有优势互补的图像，不利于图像观察与分析。将多导管系统集成在同一设备，通过图像融合获得具有优势互补的图像，可有效解决上述问题。超声和OCT同属微创导管成像技术，其技术原理，操作方式和成像特点的相似性与互补性使得在临床应用中将超声光学双导管集成于同一设备更具有可行性和优异性。超声成像无需造影剂，可以对血管进行快速定位，然后进行OCT成像通过图像交互融合进行病灶观察。也可以先进行OCT成像记录浅层组织信息，再通过超声进行深层信息记录，两成像信息交互融合进行病灶观察。

发明内容