CN112052705A - 用于光声资料处理的方法、装置及光声图像化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光声资料处理的方法、装置及光声图像化装置。其中方法包括：获取光声图像化装置针对生物组织检测的若干原始光声信号数据，所述原始光声信号数据与所述生物组织中的检测点一一对应；筛选部分或全部的所述原始光声信号数据作为图像显示数据；获取所述图像显示数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标；根据所述位置坐标构建生物组织结构；计算所述图像显示数据对应的检测点的颜色值；生成并显示所述生物组织结构的显示图像，所述显示图像在所述图像显示数据对应的检测点按照对应的颜色值着色。本发明有利于直观观察生物组织结构的形态以及数据信息的变化趋势、相对关系等，增加了光声信号的处理过程，丰富了成像显示功能。

Description

用于光声资料处理的方法、装置及光声图像化装置

技术领域

本发明属于医学成像领域，尤其涉及一种用于光声资料处理的方法、装置及光声图像化装置。

背景技术

光声成像(Photoacoustic Imaging,PAI)是一种非入侵式和非电离式的新型生物医学成像方法。当激光脉冲照射到生物组织中时，组织的光吸收域将产生超声信号，我们称这种由光激发产生的超声信号为光声信号。生物组织产生的光声信号携带了组织的光吸收特征信息，通过探测光声信号能重建出组织中的光吸收分布图像。光声成像结合了纯光学组织成像中高选择特性和纯超声组织成像中深穿透特性的优点，可得到高分辨率和高对比度的组织图像。

目前，在应用光声成像技术时，对于光声信号的处理较为简单，成像显示功能较为单一，无法满足用户需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在应用光声成像技术时对于光声信号的处理较为简单，成像显示功能较为单一的缺陷，提供一种用于光声资料处理的方法、装置及光声图像化装置。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种用于光声资料处理的方法，包括：

获取光声图像化装置针对生物组织检测的若干原始光声信号数据，所述原始光声信号数据与所述生物组织中的检测点一一对应；

筛选部分或全部的所述原始光声信号数据作为图像显示数据；

获取所述图像显示数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标；

根据所述位置坐标构建生物组织结构；

计算所述图像显示数据对应的检测点的颜色值；以及

生成并显示所述生物组织结构的显示图像，所述显示图像在所述图像显示数据对应的检测点按照对应的颜色值着色。

较佳地，筛选部分或全部的所述原始光声信号数据作为图像显示数据的步骤具体包括：

获取图像显示需求，所述图像显示需求包括图像显示区域的设定、图像观察视点的设定、光声信号数据范围的设定以及图像显示比例的设定中的至少一种；以及

筛选符合所述图像显示需求的原始光声信号数据作为图像显示数据。

较佳地，计算所述图像显示数据对应的检测点的颜色值的步骤具体包括：

获取图像着色需求，所述图像着色需求包括图像颜色区间的设定和图像着色指标的设定；以及

计算所述检测点的图像着色指标在所述图像颜色区间内的颜色值，所述颜色值与所述图像着色指标成比例关系。

较佳地，所述图像颜色区间包括图像颜色极值和/或图像颜色色系；以及/或者，所述原始光声信号数据包括激光脉冲照射到所述生物组织时所产生的超声波信号强度，所述图像着色指标包括超声波信号强度值或根据所述超声波信号强度值计算的生物信息值。

较佳地，获取所述图像显示数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标的步骤具体包括：

获取所述生物组织的检测位置分布信息，所述检测位置分布信息包括若干检测点的检测顺序编号以及所述若干检测点之间的相对位置关系；

获取所述图像显示数据对应的检测点的检测顺序编号；以及

对照所述检测位置分布信息，计算所述图像显示数据对应的检测点的位置坐标。

较佳地，所述方法还包括以下步骤中的至少一种：

生成并显示与所述显示图像匹配的坐标尺；

统计所述原始光声信号数据的光声信号强度分布和/或信号连接性关系；以及

输出所述图像显示数据或图像着色指标的统计报表。

本发明还提供一种用于光声资料处理的装置，包括：

数据获取模块，用于获取光声图像化装置针对生物组织检测的若干原始光声信号数据，所述原始光声信号数据与所述生物组织中的检测点一一对应；

数据筛选模块，用于筛选部分或全部的所述原始光声信号数据作为图像显示数据；

坐标获取模块，用于获取所述图像显示数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标；

组织构建模块，用于根据所述位置坐标构建生物组织结构；

颜色计算模块，用于计算所述图像显示数据对应的检测点的颜色值；以及

图像显示模块，用于生成并显示所述生物组织结构的显示图像，所述显示图像在所述图像显示数据对应的检测点按照对应的颜色值着色。

较佳地，所述数据筛选模块具体包括：

显示需求获取单元，用于获取图像显示需求，所述图像显示需求包括图像显示区域的设定、图像观察视点的设定、光声信号数据范围的设定以及图像显示比例的设定中的至少一种；以及

显示数据筛选单元，用于筛选符合所述图像显示需求的原始光声信号数据作为图像显示数据。

较佳地，所述颜色计算模块具体包括：

着色需求获取单元，用于获取图像着色需求，所述图像着色需求包括图像颜色区间的设定和图像着色指标的设定；以及

指标颜色计算单元，用于计算所述检测点的图像着色指标在所述图像颜色区间内的颜色值，所述颜色值与所述图像着色指标成比例关系。

较佳地，所述图像颜色区间包括图像颜色极值和/或图像颜色色系；

和/或，所述原始光声信号数据包括激光脉冲照射到所述生物组织时所产生的超声波信号强度，所述图像着色指标包括超声波信号强度值或根据所述超声波信号强度值计算的生物信息值。

较佳地，所述坐标获取模块具体包括：

分布信息获取单元，用于获取所述生物组织的检测位置分布信息，所述检测位置分布信息包括若干检测点的检测顺序编号以及所述若干检测点之间的相对位置关系；

编号获取单元，用于获取所述图像显示数据对应的检测点的检测顺序编号；以及

位置坐标计算单元，用于对照所述检测位置分布信息，计算所述图像显示数据对应的检测点的位置坐标。

较佳地，所述装置还包括以下模块中的至少一种：

坐标尺显示模块，用于生成并显示与所述显示图像匹配的坐标尺；

数据统计模块，用于统计所述原始光声信号数据的光声信号强度分布和/或信号连接性关系；以及

报表统计模块，用于输出所述图像显示数据或图像着色指标的统计报表。

本发明还提供一种光声图像化装置，包括：

激光发射器，用于发射激光脉冲至生物组织；

超声波检测器，用于接收生物组织产生的光电信号，生成原始光声信号数据；

存储器，用于存储所述原始光声信号数据；以及

如上所述的用于光声资料处理的装置。

较佳地，所述光声图像化装置还包括：

主箱体，所述激光发射器设置于所述主箱体内；

探测头，所述超声波检测器设置于所述探测头内；以及

机械连接杆，所述主箱体和所述探测头通过所述机械连接杆连接，所述机械连接杆具有中空部，所述激光脉冲通过所述中空部内的光纤传输至所述探测头。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明可以支持从光声图像化装置检测的原始光声信号数据中自定义地筛选需要显示的图像显示数据，通过检测点的位置分布重构生物组织结构，通过图像在各检测点的着色体现与所述图像显示数据或与所述图像显示数据相关的数据信息，有利于直观观察生物组织结构的形态以及数据信息的变化趋势、相对关系等，增加了光声信号的处理过程，丰富了成像显示功能。

附图说明

图1为常见光声图像化装置的示意框图。

图2为本发明较佳实施例1的一种用于光声资料处理的方法的流程图。

图3为本发明较佳实施例2的一种用于光声资料处理的方法的流程图。

图4为光声图像化装置针对生物组织的检测位置分布示意图。

图5-7是使用实施例2的方法研究脑的微小循环血管所显示的老鼠的脑的图像。

图8为本发明较佳实施例3的一种用于光声资料处理的方法的流程图。

图9为本发明较佳实施例4的一种用于光声资料处理的装置的示意框图。

图10为一种电子设备的结构示意图。

图11为本发明较佳实施例5的一种光声图像化装置的示意框图。

图12为本发明较佳实施例5的一种光声图像化装置的侧面结构示意图。

图13为本发明较佳实施例5的一种光声图像化装置的正面结构示意图。

图14为本发明较佳实施例5的一种光声图像化装置的顶面结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

通常意义上讲，光声图像化装置是指利用光声成像原理对生物组织图像进行检测的装置，被检测的生物组织可以是人体、动物体或其他生物体的部分部位。图1示出了一种常见的光声图像化装置。所述光声图像化装置至少包括激光发射器11、超声波检测器12以及存储器13。所述激光发射器11发射激光脉冲，激光脉冲照射至生物组织；所述超声波检测器12检测生物组织产生的超声波(即光声信号)、生成检测数据并将检测数据传输至存储器13；存储器13存储检测数据。所述检测数据可以包括光声信号相关数据，例如是超声波信号强度，或是与超声波信号强度相关的其它检测数据，或是所述超声波信号强度与所述其它检测数据的组合。此外，所述检测数据还可以进一步包括检测过程相关信息的组合，例如发射激光脉冲的波长、生成光声信号相关数据的时间、检测的生物组织信息、检测人员信息、光声图像化装置型号中的一种或多种。

图2示出了本实施例的一种用于光声资料处理的方法。所述方法可以对上述的光声图像化装置产生的检测数据进行处理。需要说明的是，虽然本实施例提供了上述光声图像化装置的功能和结构说明，但这不表示所述方法只能适用于上述功能和结构的光声图像化装置，上述的光声图像化装置仅是对常见光声图像化装置的介绍，而并非对所述方法的限制。对于一些其他功能或结构的光声图像化装置，在可提供所述方法所处理的数据的前提下，所述方法同样适用。

下面对所述方法做具体说明。参见图2，所述方法包括：

步骤21：获取光声图像化装置针对生物组织检测的若干原始光声信号数据，所述原始光声信号数据与所述生物组织中的检测点一一对应。所述原始光声信号数据可以包括超声波信号强度、与超声波信号强度相关的其它检测数据等检测相关数据，所述原始光声信号数据还可以进一步包括发射激光脉冲波长、生成光声信号相关数据的时间、检测的生物组织信息、检测人员信息、光声图像化装置型号中的一种或多种的检测过程相关信息。在所述光声图像化装置的具体工作中，可以针对所述生物组织预先编辑多个检测点，向各检测点逐个发射脉冲激光并接收超声波、生成各检测点对应的所述原始光声信号数据。

步骤22：筛选部分或全部的所述原始光声信号数据作为图像显示数据。其中，筛选的条件可以依据实际需求而定。被选出的原始光声信号数据可被单独存储于一个新的数据库或数据表中，或者将被筛除的原始光声信号数据隐藏、删除、或与被选出的原始光声信号数据采用不同的数据库或数据表存储。

步骤23：获取所述图像显示数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标。所述位置坐标优选为三维坐标，当然也不排除为二维坐标的可能。

步骤24：根据所述位置坐标构建生物组织结构。所述生物组织结构由所述图像显示数据对应的检测点组成，检测点的数量越多，所述生物组织结构更细致、更清楚。

步骤25：计算所述图像显示数据对应的检测点的颜色值。所述颜色值可以体现所述图像显示数据的数据信息或与所述图像显示数据相关的(如根据所述图像显示数据计算的)其它数据的数据信息。

步骤26：生成并显示所述生物组织结构的显示图像，所述显示图像在所述图像显示数据对应的检测点按照对应的颜色值着色。所述显示图像由组成所述生物组织结构的检测点组成，当所述显示图像放大到足够大时所述显示图像呈现出来的是些离散的点。检测点的位置分布可以体现出生物组织结构的形态，检测点的着色可以体现出相应位置的数据信息。在其他实施例中，所述显示图像在包括检测点的基础上还可以进一步在相邻的两个检测点之间添加连线，构成封闭的图像，所述连线可以采用所连检测点中一个的颜色值着色，或可以采用所连检测点的两个颜色值之间的过渡色着色。

本实施例的方法通过检测点的位置分布重构生物组织结构，通过图像在各检测点的着色体现与所述图像显示数据或与所述图像显示数据相关的数据信息，有利于直观观察生物组织结构的形态以及数据信息的变化趋势、相对关系等，增加了光声信号的处理过程，丰富了成像显示功能。

本实施例仅是给出了一种用于光声资料处理的方法的步骤执行顺序，但本发明并不局限于此，在符合本领域常识的基础上，上述步骤的执行顺序可以更改，例如，依次按照步骤21——步骤22——步骤25——步骤23——步骤24——步骤26的顺序执行，或是，依次按照步骤21——步骤22——步骤23——步骤25——步骤24——步骤26的顺序执行，或是未列举的其他顺序执行，甚至还可以多个步骤并行。本实施例的方法还可在执行完后面的步骤后再次跳回前面的步骤或重复多次执行某些步骤，例如在执行完步骤21至26后重新执行步骤22筛选图像显示数据，然后再次依次执行步骤23至26，通过步骤的跳转、重复执行可以灵活设定成像数据、设置成像需求、实时快速更新所述显示图像。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上，对用于光声资料处理的方法的进一步说明。图3示出了本实施例的一种用于光声资料处理的方法。所述方法包括与实施例1相同的步骤21，具体内容参考实施例1，不再赘述；以及，步骤22可以具体包括：

步骤221：获取图像显示需求，所述图像显示需求包括图像显示区域的设定、图像观察视点的设定、光声信号数据范围的设定以及图像显示比例的设定中的至少一种。

步骤222：筛选符合所述图像显示需求的原始光声信号数据作为图像显示数据。符合所述图像显示需求的原始光声信号数据可能是步骤21获取的所述若干原始光声信号数据的全部或部分。

其中，所述图像显示区域的设定可以理解为设定生物组织的局部结构/区域或全部结构/区域进行图像显示。相应地，步骤222需要筛选符合所述图像显示区域的设定的原始光声信号数据作为图像显示数据。在具体实施时，设定所述图像显示区域的方式可以为多种，例如：直接设定图像显示区域的坐标范围；或者，先获取所有原始光声信号数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标，然后根据所有检测点的位置坐标构建生物组织结构并生成、显示所述生物组织结构的原始图像(可以忽略着色)，再在所述原始图像上局部选定或全部选定，以此设定图像显示区域的范围。步骤222可以获取所有原始光声信号数据对应的检测点的位置坐标，逐个判断其位置坐标是否设定的范围内，若是，则将所述检测点对应的原始光声信号数据作为图像显示数据，否则，所述检测点对应的原始光声信号数据将被筛除。

所述图像观察视点的设定可以理解为设定观察生物组织的观察角度，例如，设定从生物组织的左侧观察、或右侧偏上45度观察。相应地，步骤223需要筛选在所述观察角度可见的原始光声信号数据作为图像显示数据。在具体实施时，设定所述图像观察视点的方式可以为多种，例如：直接设定图像观察视点的方向；或者，先获取所有原始光声信号数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标，然后根据所有检测点的位置坐标构建生物组织结构并生成、显示所述生物组织结构的原始图像(可以忽略着色)，再通过拖拽、点选的方式使所述原始图像的旋转、翻转，以此设定图像观察视点的方向。步骤222可以获取所有原始光声信号数据对应的检测点的位置坐标，逐个判断其位置坐标是否在所述观察角度可见，若是，则将所述检测点对应的原始光声信号数据作为图像显示数据，否则，所述检测点对应的原始光声信号数据将被筛除。

所述光声信号数据范围的设定可以理解为设定显示的数据范围。例如，当所述光声信号数据包括激光脉冲照射到所述生物组织时所产生的超声波信号强度时，显示的数据范围可以设定为超声波信号强度在某一强度区间内的数据，或在某一强度区间外的数据。当然，当所述光声信号数据还包括其它类型数据时，也可以对其它类型数据设定显示的数据范围。相应地，步骤222需要筛选在所述数据范围内的原始光声信号数据作为图像显示数据。在具体实施例时，设定所述光声信号数据范围的方式可以为多种，例如：直接设定显示的数据范围；或者，对所有的原始光声信号数据进行初步统计后，参考统计结果设定显示的数据范围，如数据值小于10％的数据等。步骤222可以获取所有原始光声信号数据，逐个判断其数据值是否在设定的数据范围内，若是，则将所述原始光声信号数据作为图像显示数据，否则，所述原始光声信号数据将被筛除。

所述图像显示比例的设定可以理解为设定显示图像时的比例，所述比例可以是显示图像与生物组织实际尺寸的比例，也可以是显示图像中放大/缩小生物组织的局部结构/区域或放大/缩小生物组织的全部结构/区域的比例。相应地，步骤222需要筛选被设定比例的原始光声信号数据作为图像显示数据。在具体实施时，设定所述图像显示比例的方式可以为多种，例如：直接设定图像显示比例的大小；或者，先获取所有原始光声信号数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标，然后根据所有检测点的位置坐标构建生物组织结构并生成、显示所述生物组织结构的原始图像(可以忽略着色)，再通过想要调整比例的位置向前/后滚动鼠标滚轮的方式使所述原始图像在该位置放大/缩小，以此设定图像显示的比例。步骤222可以获取所有原始光声信号数据对应的检测点的位置坐标，逐个判断其位置坐标是否在调整的位置，若是，则将所述检测点对应的原始光声信号数据作为图像显示数据，否则，所述检测点对应的原始光声信号数据将被筛除。

步骤221中，所述图像显示需求可以由用户根据自身需求设定，满足用户的多样化需求，对生物组织进行多样化显示。图像显示区域的设定、图像观察视点的设定、光声信号数据范围的设定以及图像显示比例的设定可以根据用户需求只设定一种，或者以组合式同时设定多种或全部。例如，将图像显示区域的设定和图像显示比例的设定配合使用，如将被选中的局部区域放大至一定比例；或，将图像显示区域的设定和图像观察视点的设定配合使用，如将被选中的局部区域从设定的观察角度显示；或，将图像观察视点的设定和光声信号数据范围的设定配合使用，如将从设定的观察角度可见的、在设定数据范围内的数据相应显示。上述的设定均可分别有相应的默认值，在未获得用户自定义的设定值时，使用默认值。

所述方法还包括步骤23的一种具体流程，其包括：

步骤231：获取所述光声图像化装置的检测位置分布信息，所述检测位置分布信息包括所述若干检测点的检测顺序编号以及所述若干检测点之间的相对位置关系。

步骤232：获取所述图像显示数据对应的检测点的检测顺序编号。

步骤233：对照所述检测位置分布信息，计算所述图像显示数据对应的检测点的位置坐标。

例如，如图4所示，所述光声图像化装置针对生物组织需要检测9个点，所述检测位置分布信息包括该9个检测点的检查顺序编号以及该9个检测点之间的相对位置关系，具体为该9个检测点的位置呈3行3列，按照由左到右，由上到下的顺序编号，左右相邻、上下相邻的两个检测点之间的距离均为1毫米(mm)(仅是举例，并非对距离值的限定)。以检测点1的位置坐标为(x1,y1)为例，检测点2的位置坐标则为(x1+1,y1)，检测点3的位置坐标则为(x1+2,y1)，检测点4的位置坐标则为(x1,y1+1)，以此类推。为了简化数据存储的复杂度，所述光声图像化装置可以按照检测顺序依次存储在每个检测点检测的原始光声信号数据，即用数据存储的顺序代表检测顺序编号，而不必将原始光声信号数据与检查顺序编号对应存储。

所述方法还包括与实施例1相同的步骤24，具体内容参考实施例1，不再赘述。

所述方法还包括步骤25的一种具体流程，其包括：

步骤251：获取图像着色需求，所述图像着色需求包括图像颜色区间的设定和图像着色指标的设定。

步骤252：计算所述检测点的图像着色指标在所述图像颜色区间内的颜色值，所述颜色值与所述图像着色指标成比例关系。

步骤251中，所述图像颜色区间可以包括图像颜色极值，例如设定图像颜色的两个极值，则所述检测点的颜色值被限定在所述两个极值之间。

所述图像颜色区间可以包括图像颜色色系，例如设定图像颜色属于红色系，则所述检测点的颜色值被限定在红色系的最深色和最浅色之间。

所述图像颜色区间也可以包括所述图像颜色极值和所述图像颜色色系的组合，例如，设定红色系的某两个颜色，则所述检测点的颜色值被限定在红色系的该两个颜色之间。

图像颜色区间的具体设定可以根据用户需求设定。但无论是设定图像颜色极值，还是设定图像颜色色系，均优选通过数字形式表示，如RGB值表示方法，RGB成分数值范围均为(0～255)，用十六进制表示即(0x00～0xFF)。在具体实施时，设定图像颜色区间的方式可以为直接输入颜色的RGB值或在颜色色块列表中进行选定。

所述光声信号数据包括激光脉冲照射到所述生物组织时所产生的超声波信号强度。所述超声波信号强度可以通过光声图像化装置检测而得，当然所述光声图像化装置内可以包括用于检测超声波信号强度及实现信号处理的相关电路。

步骤252中，所述图像着色指标包括超声波信号强度值或根据所述超声波信号强度值计算的生物信息值。其中，所述生物信息值可以包括但不限于生物组织的血红细胞的血氧含量、原血红素浓度、血管走向等；根据所述超声波信号强度值计算血氧含量、原血红素浓度、血管走向的方法可以参考现有阶段已存在的技术资料，在此不再具体说明。下面给出一种计算所述检测点的图像着色指标(如超声波信号强度值)在所述图像颜色区间内的颜色值的具体方案：设定超声波信号强度值的最大值对应的第一颜色极值以及超声波信号强度值的最小值对应的第二颜色极值，所述第一颜色极值和所述第二颜色极值分别为步骤251中设定的两个颜色极值或某一色系的最深色和最浅色或某一色系的两个颜色；计算超声波信号强度值的实际值在所述最大值和所述最小值之间的占比；换算在所述第一颜色极值和所述第二颜色极值之间符合该占比的颜色值，该颜色值即为所述超声波信号强度值的实际值对应的颜色值。通常情况下，为了符合人类的图像识别习惯，所述第一颜色极值比所述第二颜色极值更深。当浓度越接近所述最大值，对应的颜色值就越接近所述第一颜色极值，颜色更深；当浓度越接近所述最小值，对应的颜色值就越接近所述第二颜色极值，颜色更浅。当所述图像着色指标为其它生物信息值时，上述方案同样适用。

在实际应用中，图像颜色区间及图像着色指标均可根据用户需求设定。当然，该些设定均可分别有相应的默认值，在未获得自定义的设定值时，使用默认值。

所述方法还包括与实施例1相同的步骤26，具体内容参考实施例1，不再赘述。

所述方法可以配合所述光声图像化装置测得皮下2mm至3mm的三维构造，活用于人类的微循环研究。图5至7是使用所述方法研究脑的微小循环血管所显示的老鼠的脑的图像。其中，图5和图6显示的均为3维图像，两者的图像观察视点有所不同，图7显示的为二维图像。根据原血红素所表示的血管的形状可以做血管的研究，例如微小循环的研究、血管疾病的研究以及皮肤疾病的研究等。

本实施例的方法在实施例1的基础上对步骤22、23、25做了进一步详细说明，可以由用户自定义图像显示需求和图像着色需求，提供多指标、多色彩的图像化显示，让用户直观地看到生物组织结构及相应的数据信息。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上，对用于光声资料处理的方法的进一步说明。图8示出了本实施例的一种用于光声资料处理的方法。其在方法流程相对于实施例1做了变形并且增加些新的步骤。所述方法包括：与实施例1相同的步骤21，具体内容参考实施例1，不再赘述。

所述方法还可以包括在步骤21和步骤22之间插入的步骤211及步骤212。

步骤211：统计所述原始光声信号数据的光声信号强度分布和/或信号连接性关系。所述原始光声信号数据包括激光脉冲照射到所述生物组织时所产生的超声波信号强度，所述光声信号强度分布是对超声波信号强度的统计。信号连接性关系是对超声波信号密度的统计。对所述原始光声信号数据的统计有利于数据研究。

步骤212：获取所述原始光声信号数据对应的检测点的位置坐标。实现步骤212的一种具体流程可参考实施例2中的步骤231至233：获取所述光声图像化装置的检测位置分布信息，所述检测位置分布信息包括所述若干检测点的检测顺序编号以及所述若干检测点之间的相对位置关系；获取所述原始光声信号数据对应的检测点的检测顺序编号；对照所述检测位置分布信息，计算所述原始光声信号数据对应的检测点的位置坐标。

所述方法还可以包括与实施例1相同的步骤22，具体内容参考实施例1，不再赘述。

所述方法还可以包括与实施例1相同的步骤23，具体内容参考实施例1，不再赘述。在获取所述图像显示数据对应的检测点的位置坐标时，较为简便、快速的方法是从步骤211获取的所述原始光声信号数据对应的检测点的位置坐标中筛选所述图像显示数据对应的检测点的位置坐标。

所述方法还可以包括与实施例1相同的步骤24至26，具体内容参考实施例1，不再赘述。

所述方法还可以包括在步骤26之后增加步骤27及步骤28。

步骤27：生成并显示与所述显示图像匹配的坐标尺。通过所述坐标尺可以清楚读取所述生物组织结构的尺寸，所述坐标尺可以结合所述位置坐标获得。

步骤28：输出所述图像显示数据或图像着色指标的统计报表。其中，所述图像着色指标的说明可以参考实施例2。所述统计报表可以多种统计数据，如超声波信号强度/所述图像着色指标的最大值、最小值、方差等。

本实施例仅是给出了一种用于光声资料处理的方法的步骤执行顺序，但本发明并不局限于此，在符合本领域常识的基础上，上述步骤的执行顺序可以更改，例如，调后步骤211的执行顺序，调后或调前步骤212的顺序，或是未列举的其他顺序执行，甚至还可以多个步骤并行。本实施例的方法还可在执行完后面的步骤后再次跳回前面的步骤或重复多次执行某些步骤，例如在执行完步骤21至27后重新执行步骤22筛选图像显示数据，然后再次依次执行步骤23至28，通过步骤的跳转、重复执行可以灵活设定成像数据、设置成像需求、实时快速更新所述显示图像。

本实施例的方法还可以在符合本领域常识的基础上与实施例2进一步结合，构成本发明的其它实施例。

实施例4

图9示出了本实施例的一种用于光声资料处理的装置。所述装置包括：数据获取模块31、数据筛选模块32、坐标获取模块33、组织构建模块34、颜色计算模块35和图像显示模块36。

所述数据获取模块31用于获取光声图像化装置针对生物组织检测的若干原始光声信号数据，所述原始光声信号数据与所述生物组织中的检测点一一对应。所述原始光声信号数据可以包括超声波信号强度、与超声波信号强度相关的其它检测数据等检测相关数据，所述原始光声信号数据还可以进一步包括发射激光脉冲波长、生成光声信号相关数据的时间、检测的生物组织信息、检测人员信息、光声图像化装置型号中的一种或多种的检测过程相关信息。在所述光声图像化装置的具体工作中，可以针对所述生物组织预先编辑多个检测点，向各检测点逐个发射脉冲激光并接收超声波、生成各检测点对应的所述原始光声信号数据。

所述数据筛选模块32用于筛选部分或全部的所述原始光声信号数据作为图像显示数据。其中，筛选的条件可以依据实际需求而定。被选出的原始光声信号数据可被单独存储于一个新的数据库或数据表中，或者将被筛除的原始光声信号数据隐藏、删除、或与被选出的原始光声信号数据采用不同的数据库或数据表存储。

所述坐标获取模块33用于获取所述图像显示数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标。所述位置坐标优选为三维坐标，当然也不排除为二维坐标的可能。

所述组织构建模块34用于根据所述位置坐标构建生物组织结构。所述生物组织结构由所述图像显示数据对应的检测点组成，检测点的数量越多，所述生物组织结构更细致、更清楚。

所述颜色计算模块35用于计算所述图像显示数据对应的检测点的颜色值。所述颜色值可以体现所述图像显示数据的数据信息或与所述图像显示数据相关的(如根据所述图像显示数据计算的)其它数据的数据信息。

所述图像显示模块36用于生成并显示所述生物组织结构的显示图像，所述显示图像在所述图像显示数据对应的检测点按照对应的颜色值着色。所述显示图像由组成所述生物组织结构的检测点组成，当所述显示图像放大到足够大时所述显示图像呈现出来的是些离散的点。检测点的位置分布可以体现出生物组织结构的形态，检测点的着色可以体现出相应位置的数据信息。在其他实施例中，所述显示图像在包括检测点的基础上还可以进一步在相邻的两个检测点之间添加连线，构成封闭的图像，所述连线可以采用所连检测点中一个的颜色值着色，或可以采用所连检测点的两个颜色值之间的过渡色着色。

本实施例的装置通过检测点的位置分布重构生物组织结构，通过图像在各检测点的着色体现与所述图像显示数据或与所述图像显示数据相关的数据信息，有利于直观观察生物组织结构的形态以及数据信息的变化趋势、相对关系等，增加了光声信号的处理过程，丰富了成像显示功能。

本实施例中，所述数据筛选模块32可以具体包括：显示需求获取单元321和显示数据筛选单元322。

所述显示需求获取单元321用于获取图像显示需求，所述图像显示需求包括图像显示区域的设定、图像观察视点的设定、光声信号数据范围的设定以及图像显示比例的设定中的至少一种。

所述显示数据筛选单元322用于筛选符合所述图像显示需求的原始光声信号数据作为图像显示数据。

其中，关于所述图像显示区域的设定、所述图像观察视点的设定、所述光声信号数据范围的设定以及所述图像显示比例的设定的具体内容可以参考实施例2，在此不再赘述。

本实施例中，所述坐标获取模块33可以具体包括：分布信息获取单元331、编号获取单元332和位置坐标计算单元333。

所述分布信息获取单元331用于获取所述生物组织的检测位置分布信息，所述检测位置分布信息包括若干检测点的检测顺序编号以及所述若干检测点之间的相对位置关系。

所述编号获取单元332用于获取所述图像显示数据对应的检测点的检测顺序编号。

所述位置坐标计算单元333用于对照所述检测位置分布信息，计算所述图像显示数据对应的检测点的位置坐标。

本实施例中，所述颜色计算模块35可以具体包括：着色需求获取单元351和指标颜色计算单元352。

所述着色需求获取单元351用于获取图像着色需求，所述图像着色需求包括图像颜色区间的设定和图像着色指标的设定。其中，所述图像颜色区间可以包括图像颜色极值和/或图像颜色色系。所述原始光声信号数据可以包括激光脉冲照射到所述生物组织时所产生的超声波信号强度，所述图像着色指标包括超声波信号强度值或根据所述超声波信号强度值计算的生物信息值。其中，所述生物信息值可以包括但不限于生物组织的血红细胞的血氧含量、原血红素浓度、血管走向等。

所述指标颜色计算单元352用于计算所述检测点的图像着色指标在所述图像颜色区间内的颜色值，所述颜色值与所述图像着色指标成比例关系。

其中，关于所述图像颜色区间的设定以及颜色值的计算具体内容可以参考实施例2，在此不再赘述。

所述坐标获取模块33还可以用于获取所述原始光声信号数据对应的检测点的位置坐标。

本实施例中，所述装置还可以进一步包括：坐标尺显示模块37、数据统计模块38和报表统计模块39。

所述坐标尺显示模块37用于生成并显示与所述显示图像匹配的坐标尺。通过所述坐标尺可以清楚读取所述生物组织结构的尺寸，所述坐标尺可以结合所述位置坐标获得。

所述数据统计模块38用于统计所述原始光声信号数据的光声信号强度分布和/或信号连接性关系。所述原始光声信号数据包括激光脉冲照射到所述生物组织时所产生的超声波信号强度，所述光声信号强度分布是对超声波信号强度的统计。信号连接性关系是对超声波信号密度的统计。对所述原始光声信号数据的统计有利于数据研究。

所述报表统计模块39用于输出所述图像显示数据或图像着色指标的统计报表。其中，所述图像着色指标的说明可以参考实施例2。所述统计报表可以多种统计数据，如超声波信号强度/所述图像着色指标的最大值、最小值、方差等。

本实施例的所述装置可以是一种电子设备。所述电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时上述的各功能模块。图10显示的电子设备40仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图10所示，电子设备40可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备40的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器41、上述至少一个存储器42、连接不同系统组件(包括存储器42和处理器41)的总线43。

总线43包括数据总线、地址总线和控制总线。

存储器42可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)421和/或高速缓存存储器422，还可以进一步包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)423。

存储器42还可以包括具有一组(至少一个)程序模块424的程序/实用工具425，这样的程序模块424包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

处理器41通过运行存储在存储器42中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理。

电子设备40也可以与一个或多个外部设备44(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口45进行。并且，模型生成的设备40还可以通过网络适配器46与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network，LAN)，广域网(Wide AreaNetwork，WAN)和/或公共网络，例如因特网(Internet))通信。如图10所示，网络适配器46通过总线43与模型生成的设备40的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的设备40使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(Redundant Array ofIndependent Disks，RAID)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。

本实施例的所述装置还可以是一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述的各功能模块。

其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。

在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行实现上述的各功能模块。

其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。

实施例5

图11至14示出了本实施例的一种光声图像化装置。如图11所示，所述光声图像化装置包括：激光发射器51、超声波检测器52、存储器53和实施例4中的用于光声资料处理的装置54。

所述激光发射器51用于发射激光脉冲至生物组织。

所述超声波检测器52用于接收生物组织产生的光电信号，生成原始光声信号数据。

所述存储器53用于存储所述原始光声信号数据。

所述装置54可以从所述存储器53中获取原始光声信号数据。

当然所述光声图像化装置还可以包括其它模块/电路。如可控制所述激光脉冲的波长的控制电路、用于检测超声波信号强度及实现信号处理的相关电路、装置启动开关、激光发射器发射开关、故障报警电路等，或者还可以包括现有光声图像化装置中的常用模块/电路。

如图12至14所示，所述光声图像化装置的结构包括：主箱体61、探测头62和机械连接杆63。所述激光发射器(图中未示出)设置于所述主箱体61内，所述主箱体61上还可以设置多个控制按钮、按键或指示灯611，例如开启或关闭所述光声图像化装置的按钮或按键、开启/关闭所述激光发射器的按钮或按键、开启/关闭所述超声波检测器的按钮或按键、报警指示灯等。所述超声波检测器(图中未示出)设置于所述探测头62内，所述探测头62的两边可以设置便于抓握的把手621。所述主箱体61和所述探测头62通过所述机械连接杆63连接，所述机械连接杆63可采用折叠结构，通过变换折叠角度调整所述探测头62的位置或角度。所述机械连接杆63具有中空部(图中未示出)，所述激光脉冲通过所述中空部内的光纤传输至所述探测头62，透过所述探测头62照射至生物组织。为了方便移动，所述光声图像化装置还可以包括设置于所述主箱体61底部的滚轮64。

所述装置54可以设置于所述主箱体61中，并在所述主箱体61上增加用于显示图像的显示屏或显示器。所述装置54也可以设置与所述主箱体61分离设置，利用具有显示屏或显示器的计算机或设备实现。

所述光声图像化装置可以用于测量皮下2mm至3mm的三维构造，活用于人类的微循环研究、血管疾病的研究以及皮肤疾病的研究等。通常在使用时需要在生物表皮涂抹凝胶。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种用于光声资料处理的方法，其特征在于，包括：

获取光声图像化装置针对生物组织检测的若干原始光声信号数据，所述原始光声信号数据与所述生物组织中的检测点一一对应；

筛选部分或全部的所述原始光声信号数据作为图像显示数据；

获取所述图像显示数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标；

根据所述位置坐标构建生物组织结构；

计算所述图像显示数据对应的检测点的颜色值；以及

生成并显示所述生物组织结构的显示图像，所述显示图像在所述图像显示数据对应的检测点按照对应的颜色值着色。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，筛选部分或全部的所述原始光声信号数据作为图像显示数据的步骤具体包括：

获取图像显示需求，所述图像显示需求包括图像显示区域的设定、图像观察视点的设定、光声信号数据范围的设定以及图像显示比例的设定中的至少一种；以及

筛选符合所述图像显示需求的原始光声信号数据作为图像显示数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述图像显示数据对应的检测点的颜色值的步骤具体包括：

获取图像着色需求，所述图像着色需求包括图像颜色区间的设定和图像着色指标的设定；以及

计算所述检测点的图像着色指标在所述图像颜色区间内的颜色值，所述颜色值与所述图像着色指标成比例关系。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述图像颜色区间包括图像颜色极值和图像颜色色系中的至少一种；以及/或者

所述原始光声信号数据包括激光脉冲照射到所述生物组织时所产生的超声波信号强度，且所述图像着色指标包括超声波信号强度值或根据所述超声波信号强度值计算的生物信息值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述图像显示数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标的步骤具体包括：

获取所述生物组织的检测位置分布信息，所述检测位置分布信息包括若干检测点的检测顺序编号以及所述若干检测点之间的相对位置关系；

获取所述图像显示数据对应的检测点的检测顺序编号；以及

对照所述检测位置分布信息，计算所述图像显示数据对应的检测点的位置坐标。

6.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤中的至少一种：

生成并显示与所述显示图像匹配的坐标尺；

统计所述原始光声信号数据的光声信号强度分布和信号连接性关系中的至少一种；以及

输出所述图像显示数据或图像着色指标的统计报表。

7.一种用于光声资料处理的装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取光声图像化装置针对生物组织检测的若干原始光声信号数据，所述原始光声信号数据与所述生物组织中的检测点一一对应；

数据筛选模块，用于筛选部分或全部的所述原始光声信号数据作为图像显示数据；

坐标获取模块，用于获取所述图像显示数据对应的检测点在所述生物组织中的位置坐标；

组织构建模块，用于根据所述位置坐标构建生物组织结构；

颜色计算模块，用于计算所述图像显示数据对应的检测点的颜色值；以及

图像显示模块，用于生成并显示所述生物组织结构的显示图像，所述显示图像在所述图像显示数据对应的检测点按照对应的颜色值着色。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据筛选模块具体包括：

显示需求获取单元，用于获取图像显示需求，所述图像显示需求包括图像显示区域的设定、图像观察视点的设定、光声信号数据范围的设定以及图像显示比例的设定中的至少一种；以及

显示数据筛选单元，用于筛选符合所述图像显示需求的原始光声信号数据作为图像显示数据。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述颜色计算模块具体包括：

着色需求获取单元，用于获取图像着色需求，所述图像着色需求包括图像颜色区间的设定和图像着色指标的设定；以及

指标颜色计算单元，用于计算所述检测点的图像着色指标在所述图像颜色区间内的颜色值，所述颜色值与所述图像着色指标成比例关系。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：

所述图像颜色区间包括图像颜色极值和图像颜色色系中的至少一种；以及/或者

所述原始光声信号数据包括激光脉冲照射到所述生物组织时所产生的超声波信号强度，所述图像着色指标包括超声波信号强度值或根据所述超声波信号强度值计算的生物信息值。

11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述坐标获取模块具体包括：

分布信息获取单元，用于获取所述生物组织的检测位置分布信息，所述检测位置分布信息包括若干检测点的检测顺序编号以及所述若干检测点之间的相对位置关系；

编号获取单元，用于获取所述图像显示数据对应的检测点的检测顺序编号；以及

位置坐标计算单元，用于对照所述检测位置分布信息，计算所述图像显示数据对应的检测点的位置坐标。

12.如权利要求7或9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括以下模块中的至少一种：

坐标尺显示模块，用于生成并显示与所述显示图像匹配的坐标尺；

数据统计模块，用于统计所述原始光声信号数据的光声信号强度分布和信号连接性关系中的至少一种；以及

报表统计模块，用于输出所述图像显示数据或图像着色指标的统计报表。

13.一种光声图像化装置，其特征在于，包括：

激光发射器，用于发射激光脉冲至生物组织；

超声波检测器，用于接收生物组织产生的光电信号，生成原始光声信号数据；

存储器，用于存储所述原始光声信号数据；以及

权利要求7-12中任意一项所述的用于光声资料处理的装置。

14.如权利要求13所述的光声图像化装置，其特征在于，所述光声图像化装置还包括：

主箱体，所述激光发射器设置于所述主箱体内；

探测头，所述超声波检测器设置于所述探测头内；

机械连接杆，所述主箱体和所述探测头通过所述机械连接杆连接，所述机械连接杆具有中空部，所述激光脉冲通过所述中空部内的光纤传输至所述探测头。

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