光聲彈性成像理論及套用基礎研究

《光聲彈性成像理論及套用基礎研究》是依託華南師範大學，由楊思華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：光聲彈性成像理論及套用基礎研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊思華
• 依託單位：華南師範大學

項目摘要

申請人碩博期間便開始致力於無損快速、高分辨的光聲成像技術及其在生命科學中的套用研究，在光聲腦功能成像、光聲腦血流灌注檢測等方面做出了一系列原創性的研究結果。在此基礎上，本課題擬通過理論研究光聲信號產生與組織粘彈特性之間的相互作用關係，闡明調製連續光與其產生光聲波之間的相位延時與組織粘彈性質的對應數學解析，建立以相位延時為圖像對照的新原理光聲成像方法，以成像反映組織的彈性性質。項目將研製搭建由調製連續雷射激發，高靈敏聚焦超聲換能器和鎖相放大器接收的光聲彈性成像系統，記錄受迫光聲信號的幅值強度和相位信息；研究相位延時反投影算法和雙參數圖像融合處理技術；創新性地將光聲吸收成像和光聲彈性成像雙結合，同時反映組織內部的吸收和彈性信息；並在此基礎上開展新對比原理的光聲組織彈性成像套用基礎研究。此方法在同一成像模態系統下，獲得兩種物理參數的信息，開創光聲成像技術在生命科學中新的套用方向和研究領域。

結題摘要

粘彈性是人體組織中一個重要的物理參數，在生命科學及醫學中有著重要而廣闊的臨床套用和診斷意義。本課題通過理論研究光聲信號產生與組織粘彈特性之間的相互作用關係，闡明調製連續光與其產生光聲波之間的相位延時與組織粘彈性質的對應數學解析，建立以相位延時為圖像對照的新原理光聲成像方法，以成像反映組織的粘彈特性。項目開展以來：（1）研製搭建了由調製連續雷射激發，高靈敏聚焦超聲換能器和鎖相放大器接收的光聲彈性成像系統，記錄受迫光聲信號的幅值強度和相位信息，研究相位延時反投影算法和雙參數圖像融合處理技術，實現了光聲粘彈成像技術；（2）在此基礎上開展新對比原理的光聲組織彈性成像的套用基礎研究，特別是開展了對血管內斑塊表面的粘彈特性研究，以求實現斑塊纖維化的早期診斷；（3）項目還創新性地將光聲吸收成像和光聲彈性成像雙結合，同時採集光聲信號的強度及相位信息，此方法在同一成像模態系統下，獲得兩種物理參數的信息，開創光聲成像技術在生命科學中新的套用方向和研究領域。 項目執行3年以來不僅完成了既定研究任務，還在理論和實驗系統上開拓了新的研究和套用技術方向。目前項目已完成了光聲定量的彈性和粘性成像的理論建模，正進行實驗驗證；原創性的光聲吸收與粘彈雙模成像系統也在往臨床樣機上研製當中。項目到結題為止總共發表研究論文22篇，其中SCI收錄17篇（影響因子大於3.0的12篇），包括國際知名的頂尖專業期刊Journal of the American College of Cardiology (IF 15.35), Optics Letters (IF 3.179), Optics Express (IF 3.535)等，獲相關的國家發明專利7項；在國際國內學術會議上做邀請報告8個；同時項目負責人也獲得2012年度教育部高等學校科學研究優秀成果獎（自然科學類）二等獎（排名第三）。