[发明专利]一种多模态成像评估关节压力的系统及其方法

权利要求书

1.一种多模态成像评估关节压力的系统，其特征在于：包括光声发射组件、微波发射组件、超声探头、放大采集模块、信号处理模块；所述光声发射组件和微波发射组件向关节处交替发射光信号和微波信号，所述超声探头用于检测所述关节处产生的光声信号和微波热声信号；所述放大采集模块用于放大和采集所述光声信号和微波热声信号，并传输至信号处理模块；所述信号处理模块将所述光声信号和微波热声信号生成光声图像和热声图像，并将所述光声图像和热声图像叠加重建为多模态图像。

2.根据权利要求1所述的一种多模态成像评估关节压力的系统，其特征在于：所述光声发射组件包括光源、光传输线及其光转接口；所述微波发射组件包括微波源、波导线及其微波转接口。

3.根据权利要求1所述的一种多模态成像评估关节压力的系统，其特征在于：光声发射组件包括光源、光传输线；所述微波发射组件包括微波源、波导线。

4.根据权利要求2所述的一种多模态成像评估关节压力的系统，其特征在于：所述光转接口、微波转接口螺纹连接有带有开口的环形卡箍，所述环形卡箍用于固定于所述关节处，所述开口用于固定光转接口、微波转接口，所述开口呈喇叭状，在挨近关节处开口大，连接所述各种转接口处开口小。

5.根据权利要求3所述的一种多模态成像评估关节压力的系统，其特征在于：所述光传输线及其波导线都连接切换开关，所述切换开关连接通用转接口。

6.根据权利要求5所述的一种多模态成像评估关节压力的系统，其特征在于：所述通用转接口螺纹连接有带有开口的环形卡箍，所述环形卡箍用于固定于所述关节处，所述开口用于固定通用转接口，所述开口呈喇叭状，在挨近关节处开口大，连接所述各种转接口处开口小。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种多模态成像评估关节压力的系统，其特征在于：所述信号处理模块用于生成光声图像以及热声图像，所述光声图像采用延迟叠加算法实现图像重建，所述热声图像重建采用滤波反投影算法实现，所述多模态重建是指在重建后的热声图像上分析出多个关节点位作为特征点，并在光声图像中找出相对应的多个特征点后进行配准，采用图像融合算法实现融合处理。

8.一种多模态成像评估关节压力的方法，采用权利要求1-7任一项所述的一种多模态成像评估关节压力的系统，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、获取待评估关节处的热声信号和光声信号；

步骤二、根据所述热声信号采用滤波反投影算法重建热声图像，根据所述光声信号采用延迟叠加算法重建光声图像；

步骤三、在所述热声图像上分析出多个关节点位作为特征点，在所述光声图像中找出相对应的多个特征点进行配准，采用图像融合算法得到融合后的多模态图像；

步骤四、获取不同方向的待评估关节处的热声信号和光声信号，重复步骤二和步骤三以获取不同方向待评估关节处的多模态图像；

步骤五、根据待评估关节处不同方向的所述多模态图像反映的软骨和关节面的介电特性来评估关节压力的变化。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤一中的获取待评估关节处的热声信号和光声信号实现方式为：交替获取同一方向的待评估关节处的热声信号和光声信号。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤三中的图像融合算法具体包括如下步骤：

步骤3-1、将图像信号通过小波变换分解成多尺度的频带信号；

步骤3-2、对每个频带信号使用局部脊波变换融合不同图像的多尺度的频带信号来获得融合的多尺度系数；

步骤3-3、通过对融合的多尺度系数进行局部脊波逆变换获得多模态图像。