[发明专利]一种定量血管内光学相干层析成像方法及系统

说明书

本发明涉及一种定量血管内光学相干层析成像方法及系统。该方法包括获取血管内光学相干层析横截面图像，对血管内光学相干层析横截面图像进行灰度化处理以及转化确定极坐标视图；根据成像系统的参数分别计算共焦函数值和灵敏度函数值；根据共焦函数值和灵敏度函数值建立背向散射信号强度随探测深度衰减的模型，得到背向散射信号的理论值；以及确定背向散射信号的测量值；根据理论值和以及对应测量值构造误差函数；对误差函数进行最小化，确定每一极坐标对应的光衰减系数；根据每一极坐标对应的光衰减系数确定光衰减系数空间分布图。本发明定量估计血管横截面上组织光衰减系数的空间分布，增强对不同组织成分的鉴别能力。

技术领域

本发明涉及医学成像技术领域，特别是涉及一种定量血管内光学相干层析成像方法及系统。

背景技术

血管内光学相干层析成像(intravascular optical coherence tomography，IVOCT)具有图像采集速度快、分辨率高(轴向和侧向分辨率分别可达10μm和25μm)、信噪比高等优点，是目前分辨率最高的血管内成像技术。

血管内光学相干层析图像可以清晰地显示血管腔及管壁内膜下病变，易识别粥样硬化斑块以及引起血栓的小斑块。然而在病变出现的早期，正常与病变组织对光的散射特性差别不大。对于较深层组织，仅根据组织结构的层析图像也无法准确分辨，需要形态结构之外的生理信息对比机制，获得具有临床诊断价值的组织光学特征参数。而这个过程计算复杂，并且不能定量地、准确的估计血管横截面上组织光衰减系数的空间分布，对不同组织成分的鉴别能力有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种定量血管内光学相干层析成像方法及系统，利用成像系统输出的标准横截面图像，定量估计血管横截面上组织光衰减系数的空间分布，增强对不同组织成分的鉴别能力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种定量血管内光学相干层析成像方法，包括：

获取成像系统输出的血管内光学相干层析横截面图像；所述血管内光学相干层析横截面图像为横向视图；所述血管内光学相干层析横截面图像的中心为成像导管，围绕图像中心依次是血管腔、血管壁内膜/中膜和外膜；

对所述血管内光学相干层析横截面图像进行灰度化处理，并将灰度化处理后的血管内光学相干层析横截面图像转化为极坐标视图；

根据所述成像系统的参数分别计算所述极坐标视图中每一极坐标的共焦函数值和灵敏度函数值；所述成像系统的参数包括：入射光的中心波长、光谱仪的分辨率以及波长间隔；

根据所述每一极坐标的共焦函数值和灵敏度函数值建立背向散射信号强度随探测深度衰减的模型，得到背向散射信号的理论值；

根据所述灰度化处理后的血管内光学相干层析横截面图像中每一像素的灰度值确定背向散射信号的测量值；

根据每一极坐标对应的所述背向散射信号的理论值和以及对应的所述背向散射信号的测量值构造误差函数；

对所述误差函数进行最小化，确定所述极坐标视图中每一极坐标对应的光衰减系数；

根据所述极坐标视图中每一极坐标对应的光衰减系数确定光衰减系数空间分布图。

可选的，所述对所述血管内光学相干层析横截面图像进行灰度化处理，并将灰度化处理后的血管内光学相干层析横截面图像转化为极坐标视图，具体包括：

对所述血管内光学相干层析横截面图像进行灰度化处理确定灰度化处理后的血管内光学相干层析横截面图像；

根据所述灰度化处理后的血管内光学相干层析横截面图像建立以所述成像导管的中心为坐标原点O，以水平向右为X轴正向，以垂直向上为Y轴正向的XOY直角坐标系；