血管及其微循环是生物体正常新陈代谢所需营养物质和代谢废物的重要运输通道。适用于在体血管高分辨三维成像的光声显微成像系统在很短的焦深范围内具有高的空间分辨率。已有的方法通过使用一维合成孔径算法来提高血管成像的空间分辨率,然而由于血管走向复杂,该方法只能对走向与合成方向垂直的血管实现高分辨成像。
武汉光电国家实验室骆清铭教授领导的研究团队在前期工作基础上,建立了适用于血管的光声信号柱状波模型,提出了一种基于分支血管走向来自适应地对其横截面方向进行合成孔径运算的方法。在体实验证实了该方法能够同时获得在焦点和离焦情况下不同走向的高分辨血管网络成像。与已有一维和二维合成孔径算法的比较研究表明,自适应合成孔径算法能够获得更好的侧向分辨率和信噪比。该算法为光声成像应用于在体血管成像提供了更加有效的方法。全文发表在美国光学协会(OSA)的期刊Optics Express上(Vol. 20, No. 7, pp. 7555-7563, 2012).
该研究得到国家重大科学研究计划项目(No. 2011CB910401)、国家自然科学基金委创新研究群体(No.61121004)、国家科技支撑项目(No.2012BAI23B02)的资助。
上图表示不同合成孔径算法对在体血管网络成像的结果。通过各子图的放大图像可以看到自适应合成孔径算法(d)相比于原始图像(a)、一维合成孔径算法(b)和二维合成孔径算法(c),其对任意走向的血管成像分辨率最高。对比体式显微镜的成像结果(e),采用自适应合成孔径算法可获得更多成像细节(红色箭头)。
(责任编辑:詹健)