[发明专利]一种血管内激光散斑-光声-超声成像装置与方法

说明书

本发明公开了一种血管内激光散斑‑光声‑超声成像装置与方法，本发明通过激光散斑成像系统进行激光散斑激发处理以及激光散斑接收处理，得到激光散斑成像数据；通过光声成像系统进行光声激发处理以及光声信号采集，得到光声成像数据；通过超声成像系统进行超声发射处理以及进行超声接收处理，得到超声成像数据；通过融合系统将所述激光散斑成像数据、所述光声成像数据以及所述超声成像数据进行融合成像，得到目标成像结果。本发明能够实现大深度的成像、具有较高的成像分辨率，能够对斑块的机械粘弹性质进行检测，可广泛应用于光学成像技术领域。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其是一种血管内激光散斑-光声-超声成像装置与方法。

背景技术

动脉粥样硬化斑块是造成心血管事件的一个重要原因，因此动脉粥样硬化斑块的检测、分析对于心血管病的诊断和预防具有重要的意义。血管内激光散斑成像(Intravascular Laser Speckle Imaging,ILSI)是一种新型的光学技术，可提供独特的功能来量化冠状脉管系统的粘弹性指数。激光散斑是由从组织散射的相干激光的干涉形成的颗粒状图案。斑点起伏是由内源性光散射体的布朗运动引起的，并受其调制，进而组织微环境的粘弹性密切相关。因此，激光散斑可以用作评估斑块的粘弹性指数。血管光声成像(Intravascular Photoacoustic Imaging)是利用血管内斑块的吸收差异进行成像，进行对斑块组分进行识别分析；超声成像(Ultrasound Imaging)是基于声阻抗差异的成像方法，利用斑块和血管壁的声阻抗差异可能重建得到斑块在血管内的分布情况。

目前，在临床上已经使用了多种影像手段来检测动脉粥样易损斑块，如计算机断层扫描血管造影，血管内超声成像，血管内超声虚拟组织显像，血管内光学相干断层成像等。

计算机断层扫描血管造影(Computed Tomography Angiography,CTA)是目前临床上使用的非介入式的检查手段，能够对动脉粥样硬化斑块在血管中位置，是否有钙化斑块，狭窄程度等信息做出显示，但对于如动脉粥样硬化斑块的组分无法识别，并且CTA的分辨率较低，不利于对斑块精细结构进行判断。虽然CTA借助血管造影技术对斑块中的钙化结节具有高度的特异性和敏感性，但对其它易损特征无法显示，且在快速亚毫米级造影成像时需要较大的放射量，对人体有一定的危害。

目前临床上广泛使用的血管内介入影像技术有血管内超声成像和血管内光学相干断层成像。血管内超声成像(Intravasvcular Ultrasound,IVUS)是最早应用于临床可观察管腔和血管壁的血管内成像技术，通过斑块回声差异来识别血管内动脉粥样硬化斑块，可以区分斑块类型，血管内膜外膜等。利用超声回波信号强弱差异及超声射频信号(radiofrequency)振幅和频率信息的融合可计算血管组织和动脉粥样硬化斑块的病理组织构成，可以区分脂质型、纤维型和钙化型斑块。但是IVUS成像的分辨率较低，对于预测易损斑块的准确性较低，且该方法不能识别炎性活动和斑块纤维帽厚度等决定斑块易损性的重要因素。此外，IVUS常将微小血栓误识为纤维组织，以至斑块边界无法准确勾划，近场易出现假坏死核心伪像，造成斑块组成的误测。

血管内光学相干断层成像(Intravascular Optical Coherence Tomography,IVOCT),利用近红外波长的激光能够以极高分辨率对冠状动脉壁的组织结构进行精细成像。IVOCT技术的分辨率较高，可到达3-20μm，但由于光学相干性检测的条件受到血管内红细胞等其他成分散射的破坏，其检测方式必须是在阻断血流的条件下进行，且穿透深度仅为1-2mm，随着探测深度增加，散射增强，分辨率下降，不能进行深层组织的成像，这是IVOCT技术面临的一个很大瓶颈。

此外，上述几种临床上使用的成像技术均不能对斑块的机械粘弹性质进行检测，从而通过斑块的粘弹性质判断斑块的易损性信息；并且单一的检测技术存在着一定的不足，因此发展更全面的斑块检测技术对于由动脉粥样硬化斑块引起的心血管疾病的诊断和预防具有重要的意义。

发明内容