光聲成像是采用光激發(fā)-超聲波成像0新型成像技術(shù)，它是檢測強(qiáng)散射介質(zhì)內(nèi)部光吸收分布的一種有效醫(yī)學(xué)影像技術(shù)。用短脈沖激光照射強(qiáng)散射介質(zhì)( 如生物組織) ，強(qiáng)散射介質(zhì)由于光聲效應(yīng)產(chǎn)生超聲信號，使用具有成像能力的聲透鏡把聲壓分布成像于像面上，然后利用具有空間分辨能力的陣列光聲傳感器，把同一像面上的光聲信號強(qiáng)度記錄下來，最后根據(jù)光聲信號強(qiáng)度的空間分布進(jìn)行圖像重組。根據(jù)成像系統(tǒng)物像共軛原理，同一物平面的光聲信號到達(dá)像面的時(shí)延相等，而不同物面的光聲信號到達(dá)同一個(gè)探測器平面的時(shí)延各不相同，因此，利用 BOXCAR的門控積分技術(shù)，控制 BOXCAR 采樣門的不同時(shí)延就能獲得散射介質(zhì)內(nèi)不同層面的光聲圖像。 實(shí)驗(yàn)成功地獲得了強(qiáng)散射介質(zhì)內(nèi)不同層面的光聲層析圖像，圖像清晰，對比度高。 這種層析成像方法不需要復(fù)雜的重建算法，可以實(shí)現(xiàn)快速層析成像。

1 引 言

光聲技術(shù)是一種普適性強(qiáng)、 靈敏度高的檢測技術(shù)，特別適用于強(qiáng)散射、 非透明樣品的非破壞性檢測，在生物、 醫(yī)學(xué)、 材料分析等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛[ 1 ) 4]。基于光聲效應(yīng)的光聲層析成像( photoacoustictomography)是檢測強(qiáng)散射介質(zhì)( 如生物組織) 內(nèi)部光吸收分布的一種有效的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，它具有光學(xué)成像的高對比度和超聲成像的高穿透性等優(yōu)點(diǎn)。例如，使用短脈沖激光(納秒級) 照射在生物組織上，生物組織由于吸收光能量溫度微弱升高而發(fā)生熱彈性膨脹，產(chǎn)生超聲，超聲信號的強(qiáng)弱正比于生物組織的光吸收系數(shù)，所以光聲信號攜帶了生物組織光吸收特性的信息，而生物組織的光吸收特性與組織的生理特征、 代謝狀態(tài)、 病變特性等密切相關(guān)[ 5 ) 8]。此外，生物組織對超聲的衰減和散射遠(yuǎn)小于組織對光的衰

減和散射，所以使用超聲探頭檢測光聲信號能重建出生物組織的光吸收分布的圖像。光聲圖像比純超聲圖像具有更高的對比度和分辨率，攜帶更多的有用信息，可以實(shí)現(xiàn)生物組織的結(jié)構(gòu)和功能成像[ 5) 10]。

因此，光聲層析成像已經(jīng)成為近年來研究的熱點(diǎn)[ 5 ) 1 8]。目前，其成像方法主要有以下幾種: ( 1)文獻(xiàn)[ 11]提出的濾波反投影算法，( 2) 文獻(xiàn)[ 12 ) 14] 提出的多陣元探測器相控聚焦成像以及逆卷積算法，( 3)文獻(xiàn)[ 15] 提出的逆三維 Radon 變換方法，( 4) 文獻(xiàn)[ 16]提出的傅里葉變換成像算法。 以上成像方法都是依靠算法來實(shí)現(xiàn)圖像重建，其優(yōu)點(diǎn)是避免了聲波衍射效應(yīng)的限制，因而可以實(shí)現(xiàn)高分辨率成像，但由于重構(gòu)算法需要對成像物體進(jìn)行掃描或數(shù)據(jù)平均，所需時(shí)間長，難以實(shí)時(shí)成像。

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