CN116138805B - 光声超声多模态成像设备及方法、电子设备及存储介质 - Google Patents
光声超声多模态成像设备及方法、电子设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116138805B CN116138805B CN202211731750.7A CN202211731750A CN116138805B CN 116138805 B CN116138805 B CN 116138805B CN 202211731750 A CN202211731750 A CN 202211731750A CN 116138805 B CN116138805 B CN 116138805B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- probe
- rotation
- imaging
- controller
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 237
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title claims description 66
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 293
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 82
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 47
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 26
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 26
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 5
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4416—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to combined acquisition of different diagnostic modalities, e.g. combination of ultrasound and X-ray acquisitions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0093—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy
- A61B5/0095—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy by applying light and detecting acoustic waves, i.e. photoacoustic measurements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/54—Control of the diagnostic device
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Public Health (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
本申请的实施例提供了一种光声超声多模态成像设备及方法、电子设备及存储介质。成像设备包括：多模态探头、超声控制器、激光器、第一驱动机构和控制器，其中，所述多模态探头用于在旋转过程中分别在所述超声控制器和所述激光器的控制下发出超声波和光声激励光，以实现对目标对象的超声成像和光声成像；所述控制器用于当第一驱动机构驱动多模态探头旋转时，并在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，以使光声超声多模态成像设备交替进行超声成像和光声成像。该技术方案能够避免不同模态的回波信号相互干扰，极大的提升了图像的准确性和质量。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，更具体地涉及一种光声超声多模态成像设备及方法、电子设备及存储介质。
背景技术
光声成像是近年来发展起来的一种无损医学成像方法，该方法是以脉冲激光作为光源，利用目标对象的光谱吸收差异激发出不同强度的光致超声特性，以超声作为信息载体的新型成像方法。光声成像结合了光学成像的高对比度和声学成像的高穿透力等特点，可以实现厘米量级的探测深度和微米级的成像分辨率，具有无损性、无辐射等突出特性，在医学领域有广泛应用。
超声成像目前也已经广泛应用于医学诊断，如彩色超声成像等。超声成像是通过高压激励超声换能器产生超声波，超声波经过目标对象不同深度时会根据声阻抗不同产生不同的超声回波信号。由此，以超声回波信号作为信息的载体。超声成像同样具有无损性、无辐射等突出特性。与光声成像相比，超声成像有明显的成像深度优势。
因此将以上两种成像方式结合，形成优势互补是目前的研究热点。现有的一些光声超声多模态成像设备中，通过电机驱动探头进行旋转。在探头的每周旋转过程中每隔一个较小角度先后发射激光信号和超声信号，再接收对应的回波信号进行处理以成像。换言之，在探头旋转一圈的过程中，分别发射多次激光信号和多次超声信号，并在每次发射激光信号或超声信号后接收对应的回波信号，以进行成像。由于光声成像和超声成像的回波信号都是超声信号，两种回波信号的返回时间接近并共用同一个用于信号接收的超声换能器，因此，两种回波信号容易互相影响，引起成像误差。
发明内容
考虑到上述问题而提出了本申请。本申请提供一种光声超声多模态成像设备及方法、电子设备及存储介质。
根据本申请的一个方面，提供了一种光声超声多模态成像设备，包括：多模态探头、超声控制器、激光器、第一驱动机构和控制器，其中，所述多模态探头用于在旋转过程中分别在所述超声控制器和所述激光器的控制下发出超声波和光声激励光，以实现对目标对象的超声成像和光声成像；所述控制器用于当所述第一驱动机构驱动所述多模态探头旋转时，在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，以使所述光声超声多模态成像设备交替进行超声成像和光声成像。
示例性地，所述成像设备还包括：位置传感器，用于检测所述多模态探头的旋转位置；所述控制器在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，包括执行以下操作：根据所检测的旋转位置，在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器。
示例性地，所述成像设备还包括：光电滑环，所述光电滑环包括定子端和转子端，所述定子端连接所述超声控制器和所述激光器，所述转子端连接所述多模态探头并与所述多模态探头同步旋转；所述位置传感器包括编码器，所述编码器包括光源、码盘和接收器；所述码盘固定地设置在所述转子端并与所述转子端同步旋转；所述接收器接收所述光源发出的、透过所述码盘的光信号并根据所述光信号检测所述多模态探头的旋转位置。
示例性地，所述控制器根据所检测的旋转位置在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，包括执行以下操作：在所述多模态探头自第一旋转位置匀速旋转的第一周内，以预设频率触发所述超声控制器，以使所述光声超声多模态成像设备在所述多模态探头旋转第一周时进行超声成像；在所述多模态探头自所述第一旋转位置匀速旋转的第二周内，也以所述预设频率触发所述激光器，以使所述光声超声多模态成像设备在所述多模态探头旋转第二周时进行光声成像，其中所述第一周与所述第二周是相邻的，所述第一旋转位置是所述位置传感器所检测的。
示例性地，所述控制器还用于根据所检测的旋转位置确定所述第一驱动机构的驱动端的运动速度是否达到并稳定在预设速度；其中，所述控制器根据所述多模态探头的旋转位置在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，在所述运动速度达到并稳定在所述预设速度之后执行。
示例性地，所述控制器还用于自所述第一驱动机构开始驱动所述多模态探头旋转的时刻起计时；所述控制器在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，包括执行以下操作：根据所计时间，在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器。
示例性地，所述成像设备还包括：第二驱动机构，所述控制器用于控制所述第一驱动机构驱动所述多模态探头旋转，同时控制所述第二驱动机构驱动所述多模态探头沿轴向运动。
示例性地，所述控制器在控制所述第一驱动机构驱动所述多模态探头旋转的同时，控制所述第二驱动机构驱动所述多模态探头沿轴向运动，包括执行以下操作：控制所述第一驱动机构驱动所述多模态探头匀速旋转，同时，控制所述第二驱动机构驱动所述多模态探头沿所述轴向匀速运动。
示例性地，所述控制器控制所述第一驱动机构驱动所述多模态探头旋转，同时控制所述第二驱动机构驱动所述多模态探头沿轴向运动，包括执行以下操作：控制所述第一驱动机构驱动所述多模态探头匀速旋转，在所述多模态探头每旋转两周之后控制所述第二驱动机构驱动所述多模态探头沿所述轴向运动一个步长。
示例性地，所述多模态探头为体内探头。
根据本申请的另一方面，还提供了一种光声超声多模态成像方法，包括：在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器，以交替进行超声成像和光声成像，其中所述多模态探头在所述超声控制器的控制下发出超声波，以实现超声成像，并且在所述激光器的控制下发出光声激励光，以实现光声成像。
示例性地，所述方法还包括：利用位置传感器检测所述多模态探头的旋转位置；所述在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器包括：根据所检测的旋转位置，在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器。
示例性地，所述根据所检测的旋转位置，在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，包括：在所述多模态探头自第一旋转位置匀速旋转的第一周内，以预设频率触发所述超声控制器，以在所述多模态探头旋转第一周时进行超声成像；在所述多模态探头自所述第一旋转位置匀速旋转的第二周内，也以所述预设频率触发所述激光器，以在所述多模态探头旋转第二周时进行光声成像，其中所述第一周与所述第二周是相邻的，所述第一旋转位置是所述位置传感器所检测的。
示例性地，所述方法还包括：根据所检测的旋转位置确定第一驱动机构的驱动端的运动速度是否达到并稳定在预设速度；其中，所述根据所述多模态探头的旋转位置在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，在所述运动速度达到并稳定在所述预设速度之后执行。
示例性地，所述方法还包括：控制所述多模态探头旋转，同时控制所述多模态探头沿轴向运动。
根据本申请的又一方面，还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器运行时用于执行上述的光声超声多模态成像方法。
根据本申请的再一方面，还提供了一种非易失性存储介质，在所述非易失性存储介质上存储了程序指令，所述程序指令在运行时用于执行上述的光声超声多模态成像方法。
根据本申请实施例的上述技术方案，通过在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，交替进行超声成像和光声成像，能够有效防止分别用于进行超声成像和光声成像的回波信号的处理时间重合，从而避免两种模态的回波信号互相干扰。由此，该技术方案能够极大的提升超声成像和光声成像的准确性和质量。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1示出了根据本发明一个实施例的光声超声多模态成像设备的示意性框图；
图2示出了根据本申请一个实施例的编码器的码盘的示意图；
图3示出了根据本发明另一个实施例的光声超声多模态成像方法的示意性流程图；以及
图4示出了根据本申请一个实施例的电子设备的示意性框图。
具体实施方式
为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本申请的保护范围之内。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种光声超声多模态成像设备。图1示出了根据本发明一个实施例的光声超声多模态成像设备的示意性框图。如图1所示，该成像设备100可以包括多模态探头110、超声控制器120、激光器130、第一驱动机构140和控制器150。
多模态探头110用于在旋转过程中分别在超声控制器120和激光器130的控制下发出超声波和光声激励光，以实现对目标对象的超声成像和光声成像。具体地，当超声控制器120被触发时，多模态探头110发出超声波。当激光器130被触发时，多模态探头110发出光声激励光。
在一个实施例中，多模态探头110上可以集成有用于发射光声激励光B的透镜组件和用于发射超声波A并接收超声波和光声激励光的回波信号C的超声换能器。在本发明一个具体的实施例中，超声控制器120通过同轴电缆将超声波A传输到超声换能器中，并通过超声换能器将超声波A侧向发射到目标对象中。基于该超声波A产生的回波信号C返回到超声换能器中。激光器130通过光纤将光声激励光B传输到透镜组件，经透镜组件发射到目标对象中。基于该光声激励光B产生的回波信号C返回到超声换能器中。透镜组件可以由多个设置在不同位置和角度的透镜组成。例如，透镜组件可以包括自聚焦透镜和反射透镜，光纤传输的光声激励光B经自聚焦透镜聚焦或准直后经反射透镜侧向反射到目标对象上。可以理解的是，经透镜组件发射出的光声激励光B和超声换能器所发射的超声波A分别与多模态探头110的轴向之间的角度可以是相同的，例如，均垂直于多模态探头110的轴向。从而能够保证在同一位置超声成像和光声成像的成像区域相同。
示例性地，多模态探头110的旋转过程可以为绕自身轴线360°旋转。在旋转过程中，多模态探头110的发射光声激励光或超声波角度不断发生变化。以血管内成像为例，多模态探头110在血管内旋转，并在旋转过程中不断发射光声激励光和超声波，从而能够实现血管四周的超声成像和光声成像。
示例性地，多模态探头110可以为体内探头。换言之，其成像的目标对象可以是体内的组织器官。例如，可以为血管内成像探头。多模态探头110在体内工作时，旋转并对目标对象的特定位置进行成像。可以理解，因为其一边旋转一边成像，因此，其可以对特定位置的一周进行成像。该图像可以是近似圆形。利用该多模态探头110为体内的目标对象进行成像，不仅保证了所成图像的分辨率，还保证了该图像的探查深度。
多模态探头110的上述旋转操作可以在第一驱动机构140的驱动下实现。第一驱动机构140可以在控制器150的控制下驱动多模态探头110旋转，也可以根据设定的频率自动旋转。
示例性地，第一驱动机构140与多模态探头110传动连接。传动连接的类型可以为带传动、链传动或齿轮传动等任意一种传动方式。在一个实施例中，如图1所示，多模态探头110连接在导管160的远端。本文所说的“近”和“远”是相对于利用该光声超声多模态成像设备对目标对象进行成像的医生而言的，靠近医生的一端为近端，相对地，远离医生的一端为远端。第一驱动机构140通过皮带170与该导管160传动连接。第一驱动机构140通过皮带170带动导管160旋转，进而带动与导管160相连的多模态探头110旋转。示例性地，第一驱动机构140可以为电机，例如，步进电机或伺服电机。在一个实施例中，第一驱动机构140在控制器150的控制下驱动多模态探头110旋转。控制器150与第一驱动机构140电连接，其可以向第一驱动机构140发送控制信号，以控制第一驱动机构140驱动其所传动连接的多模态探头110旋转。
控制器150还用于当第一驱动机构140驱动多模态探头110旋转时，在多模态探头110每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器120，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器130，以使光声超声多模态成像设备100交替进行超声成像和光声成像。
可以理解，在控制器150的控制下，在多模态探头110的每旋转360°的时刻，交替触发超声控制器120和激光器130。换言之，如果在多模态探头110旋转的前一圈的时段内，控制器150触发超声控制器120，以由超声控制器120控制多模态探头110发出超声波；则在多模态探头110旋转的下一圈的时段内，控制器150触发激光器130，以由激光器130控制多模态探头110发出光声激励光；在多模态探头110接下来旋转的另一圈的时段内，控制器150又触发超声控制器120……如此循环，实现多模态探头110每旋转一周光声超声多模态成像设备100交替进行超声成像和光声成像。也就是说，多模态探头110在任意一周的旋转过程中，光声超声多模态成像设备100只进行超声成像或光声成像。且相邻两周的旋转过程中分别进行超声成像和光声成像。例如，多模态探头110在连续旋转多周的过程中，光声超声多模态成像设备100在第一周进行超声成像，第二周进行光声成像，第三周进行超声成像，第四周进行光声成像…。
多模态探头110旋转一周的时间可以根据超声成像和光声成像的成像效率确定。旋转一周的时间越长，则旋转速度越慢，成像精度越高，成像效率越低。旋转一周的时间越短，则旋转速度越快，成像精度越低，成像效率越高。
可以理解，在多模态探头110的每一周的旋转过程中，无论是超声成像和光声成像，都可以以预设频率执行多次发射相应信号并处理基于该信号生成的回波信号的操作。由此，通过一周的旋转，能够生成所在位置四周的、目标对象的一个类似圆形图像。由于在前一周旋转过程中，处理超声波和光声激励光中的一个所对应的回波信号，在下一周旋转过程中，处理二者中另外一个所对应的回波信号，在这两种回波信号之间几乎不存在互相干扰，由此保证了成像精度和质量。
总之，根据上述技术方案，通过在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，交替进行超声成像和光声成像，能够防止两种模态的回波信号的处理时间重合，从而避免两种模态的回波信号互相干扰。由此，能够极大的提升超声成像和光声成像的准确性和质量。
示例性地，控制器150还用于自第一驱动机构140开始驱动多模态探头110旋转的时刻起计时。控制器150在多模态探头110每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器120，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器130的步骤可以具体包括执行以下操作：根据所计时间，在多模态探头110每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器120，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器130。
在一个具体实施例中，控制器150自第一驱动机构140驱动多模态探头110开始旋转的时刻起开始计时。以第一驱动机构为电机为例，电机启动后，其运行速度将逐渐升高，直到其运行速度达到并稳定在预设速度。可以根据电机的运行速度与时间的曲线，确定电机驱动多模态探头110旋转第一周、第二周、第三周……的时长。可以理解，电机驱动多模态探头110旋转第一周的第一时长将大于第二周的第二时长，第二周的第二时长将大于第三周的第三时长……直至电机的运行速度达到预设速度，此时开始，多模态探头110旋转每一周的时长将不再发生变化，也稳定在一个特定时长。控制器150可以根据电机的运行速度规律，在所计时间达到上述第一时长之前，触发超声控制器，此时，多模态探头110旋转第一周；在所计时间达到第一时长并且未达到第二时长之间的时刻，触发激光器，此时，多模态探头110旋转第二周；依次类推，直至完成成像。
在另一个具体实施例中，控制器150自第一驱动机构140驱动多模态探头110开始旋转的时刻起开始计时。当其所计时间达到特定时长时，其开始在多模态探头110每旋转一周交替触发超声控制器和激光器。该特定时长可以是自第一驱动机构启动至其驱动端的运行速度达到稳定的时长。以第一驱动机构为电机为例，该特定时长可以是自电机启动的时刻至电机达到稳定的预设速度的时刻之间的时长。如前所述，电机启动后，其运行速度将逐渐升高，直到其运行速度达到并稳定在预设速度。在达到特定时长之后，诸如电机的第一驱动机构驱动多模态探头110旋转一周所需要的时间是稳定的。例如，多模态探头110旋转一周所需要的时间为0.5秒。根据当前时刻与控制器150所计时间达到特定时长的时刻之间的时间间隔，可以确定当前多模态探头110的旋转位置。例如，当前时刻与控制器150所计时间达到特定时长的时刻之间的时间间隔为1.5秒，则可以确定当前多模态探头110开始第三周的旋转。此时，控制器150可以从触发超声控制器120和激光器130中的一个，切换为触发二者中的另外一个。
根据上述技术方案，通过针对多模态探头110的旋转进行计时，并根据所计时间控制多模态探头110交替发出超声波和光声激励光。这能够在保证成像质量的前提下，不增加成像设备的组成部件，简化了成像设备的组成，降低了成像设备的成本。
示例性地，成像设备还包括位置传感器。该位置传感器用于检测多模态探头110的旋转位置。
位置传感器可以采用角度传感器、位移传感器或角速度传感器等。在一个实施例中，位置传感器可以是角度传感器。该角度传感器通过检测多模态探头110的旋转角度，进而得到多模态探头110的旋转位置。替代地，位置传感器可以是位移传感器。该位移传感器可以通过记录多模态探头110上特定位置点在旋转过程中的位移得到多模态探头110的旋转位置。例如，可以预先记录多模态探头110旋转一周的周长，将位移传感器检测的位移除以周长即可以得到当前多模态探头110旋转的圈数以及位置。该计算过程可以在控制器150中完成。又替代地，该位置传感器可以是角速度传感器。该角速度传感器可以检测多模态探头110旋转过程中的角速度。根据该角速度和多模态探头110的旋转时间即可以得到当前多模态探头110的旋转位置。
控制器150在多模态探头110每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器120，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器130可以包括执行以下操作。根据所检测的旋转位置，在多模态探头110每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器120，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器130。
在一个实施例中，在特定时刻控制器150开始触发超声控制器120控制多模态探头110发出超声波。位置传感器在该特定时刻检测多模态探头110的旋转位置，该旋转位置即为多模态探头110每周旋转的起始位置。为了简洁，以下称该每周旋转的起始位置为第一旋转位置。在多模态探头110旋转的过程中，位置传感器持续检测。当位置传感器检测到多模态探头110再次旋转到该第一旋转位置，即开始旋转第二周，控制器150开始触发激光器130控制多模态探头110发出光声激励光。当位置传感器又一次检测到多模态探头110旋转到该第一旋转位置，即开始旋转第三周，控制器150再次开始触发超声控制器120控制多模态探头110发出超声波……可以重复上述过程，直至针对目标对象的成像完成。这样能够保证超声波和光声激励光各自对应的的回波信号的处理具有一定间隔，从而防止两个回波信号间产生干扰。
根据上述技术方案，通过采用位置传感器，能够准确地检测多模态探头的旋转位置。从而通过检测到的旋转位置准确触发超声控制器和激光器，保证超声成像和光声成像以多模态探头的旋转周期交替进行，有效避免了两个模态的回波信号的干扰。由此，更有力地保证了多模态成像设备的成像质量。
示例性地，成像设备还包括光电滑环。再次参考图1，在图1所示的成像设备100中，光电滑环包括定子端180a和转子端180b。定子端180a连接超声控制器120和激光器130。转子端180b经由导管160连接多模态探头110并与多模态探头110同步旋转。第一驱动装置140通过皮带170与光电滑环的转子端180b相连。超声控制器120和激光器130均通过该光电滑环与多模态探头110相连。
位置传感器包括编码器，编码器包括光源191、码盘192和接收器193。码盘192固定地设置在转子端180b并与转子端180b同步旋转。接收器193接收光源191发出的、透过码盘192的光信号并根据光信号检测多模态探头110的旋转位置。
如图1所示，码盘192可以设置在光电滑环的转子端180b，转子端180b转动时，其上安装的码盘192以及多模态探头110同步转动。从而多模态探头110的旋转角度与码盘192相同。通过光源191和接收器193配合检测码盘192的旋转角度，即可检测多模态探头110的旋转位置。
图2为本发明一个实施例的编码器的码盘192的示意图。如图2所示，码盘192上均匀分布有多个明码道和暗码道，明码道与暗码道间交替设置。箭头D处为明码道。当码盘192旋转到明码道对准光源191时，接收器193可以接收到光信号。当码盘192旋转到暗码道对准光源191时，接收器193无法接收到光信号。通过计算每秒接收的光信号的个数并根据码盘192上码道的数量就能得到多模态探头110的旋转位置。例如，码盘192上均匀分布有20个明码道，多模态探头110的初始位置的角度为0°。当接收到光信号的数量为10时，当前多模态探头110旋转角度为180°。当接收到光信号的数量为20时，当前多模态探头110旋转角度为360°。即当前多模态探头110已旋转一周。当接收到光信号的数量为25时，当前多模态探头110旋转角度为450°。即当前多模态探头110旋转至第二周的90°的位置。
根据上述技术方案，通过设置编码器并使编码器的码盘与多模态探头同步转动，能够利用透过码盘的光信号的数量检测多模态探头的旋转位置。该方案不仅能够准确的检测多模态探头的旋转位置，并且编码器的成本较低。由此，在保证成像设备100的成像质量的基础上，降低了其成本。
示例性地，控制器150根据所检测的旋转位置在多模态探头110每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器120，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器130的步骤具体可以包括执行以下操作。在多模态探头110自第一旋转位置匀速旋转的第一周内，以预设频率触发超声控制器120，以使光声超声多模态成像设备100在多模态探头110旋转第一周时进行超声成像；在多模态探头110自第一旋转位置匀速旋转的第二周内，也以预设频率触发激光器，以使光声超声多模态成像设备100在多模态探头110旋转第二周时进行光声成像，其中第一周与第二周是相邻的，第一旋转位置是位置传感器所检测的。如前所述，第一旋转位置可以是位置传感器所检测的多模态探头110每周旋转的起始位置。
预设频率可以利用每秒触发超声控制器120或激光器130驱动多模态探头110发射超声波或光声激励光的次数。例如，预设频率为20次/秒，即每秒钟触发20次。超声控制器120和激光器130均以预设频率触发，也就是说超声波与光声激励光的发射频率相同。由于两种信号的发射频率相同，且第一旋转位置相同，在进行光声成像和超声成像时多模态探头110的旋转速度也相同，因此，在多模态探头110旋转的第一周发射的超声波与其旋转的第二周发射的光声激励光具有一一对应关系，并且对应的超声波和光声激励光均针对目标对象的同一位置。
示例性地，预设频率可以为f，多模态探头110旋转一周的时间可以为T。即多模态探头110旋转一周发射超声波和光声激励光的次数均为f×T。由于每一周旋转的起始位置即第一旋转位置相同，因此所发射的超声波和光声激励光中对应的超声波和光声激励光的成像位置相同。即对于用于进行一次超声成像所发射的超声波和用于进行一次光声成像所发射的光声激励光，其中第1次发射的超声波与第1次发射的光声激励光所对应的成像位置相同，第2次发射的超声波与第2次发射的光声激励光所对应的成像位置相同，……，第f×T次发射的超声波与第f×T次发射的光声激励光所对应的成像位置相同。例如，预设频率为5次/秒，多模态探头110旋转一周的时间为2秒。则多模态探头110旋转一周发射的超声波和光声激励光的次数均为10。由于多模态探头110的初始的旋转位置即第一旋转位置相同而且其匀速旋转，所以第i次发射的超声波和第i次发射的光声激励光对应的目标对象的成像位置相同。即第1次发射的超声波与第1次发射的光声激励光的成像位置相同，成像角度均为0°；第2次发射的超声波与第2次发射的光声激励光的成像位置相同，成像角度均为36°；……第5次发射的超声波与第5次发射的光声激励光的成像位置相同，成像角度均为180°；……第10次发射的超声波与第10次发射的光声激励光的成像位置相同，成像角度均为324°。
可以理解，预设频率的大小可以根据目标对象的期望成像精度设置。预设频率越高，则在多模态探头110旋转一周过程中发射的超声波和光声激励光的数量就越多，成像精度越高。否则，反之。
如前所述，现有技术中，在探头的每周旋转过程中交替进行超声成像和光声成像，因此，不可避免地，二者所针对的目标对象的位置存在周向上的偏差。与之不同地，根据本申请的上述实施例，因为多模态探后110在相邻两周的旋转过程中，分别处理用于进行超声成像和光声成像的回波信号。由此该两种回波信号所针对的目标对象的位置可以是完全相同的。根据上述技术方案，通过以相同的预设频率触发超声控制器和激光器，能够保证超声成像和光声成像的成像区域相同，提高了成像的准确性。
示例性地，控制器150还用于根据所检测的旋转位置确定第一驱动机构140的驱动端的运动速度是否达到并稳定在预设速度；其中，控制器150根据多模态探头110的旋转位置在多模态探头110每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器120，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器130，在运动速度达到并稳定在预设速度之后执行。
第一驱动机构140在启动至达到预设速度过程中，驱动速度不断提高。以第一驱动机构140为电机为例，其输出轴为其驱动端。在电机启动至其输出轴达到预设速度的过程中，其输出轴的旋转速度持续升高。此时由于旋转速度在变化，其旋转一周所用的时间并不稳定，是逐渐缩短的。可以理解，电机的输出轴的旋转经由皮带170、转子端180b和导管160驱动了多模态探头110的旋转。电机的输出轴的旋转速度的提高可以带来多模态探头110的旋转速度的提高。例如，第一驱动机构140的驱动端在启动至达到预设速度过程中，多模态探头110旋转了两周。其中第一周的旋转时间为3秒，第二周的旋转时间可能仅为1秒。由于其旋转速度逐渐提高，因此在相同的信号发射频率下第一周发射的超声波与第二周发射的光声激励光所对应的区域并不相同。只有在旋转速度稳定后，才能够保证在相同的信号发射频率下对应的超声波和光声激励光所对应的成像区域相同，从而保证成像的准确性。
示例性地，第一驱动机构140的驱动端的运动速度可以通过检测多模态探头110的旋转位置确定。即可以根据位置传感器所检测的多模态探头110的旋转位置，确定第一驱动机构140的驱动端的运动速度以及该运动速度是否稳定。在上述采用编码器作为位置传感器的实施例中，可以通过接收器193每秒钟接收到的光信号的数量确定多模态探头110的旋转速度，再通过第一驱动机构140与多模态探头110间的传动比确定第一驱动机构140的驱动端的运动速度。例如，第一驱动机构140与多模态探头110间的传动比为1:1，码盘192上均匀分布有20个明码道。当1秒接收到光信号的数量为10时，则当前多模态探头110的旋转速度可以表示为180°/s。第一驱动机构140的驱动端的旋转速度为180°/s。当在一段时长内测得的旋转速度均相同且等于预设速度时，第一驱动机构140的驱动端的运动速度达到稳定。例如，预设速度为180°/s。具体例如，若在时长5秒内测得的旋转速度均为180°/s，则确定第一驱动机构140的驱动端的运动速度达到稳定。
根据上述技术方案，通过控制多模态探头在第一驱动机构的驱动端的运动速度达到稳定后再进行成像，有利于使得光声成像和超声成像对应的区域相同，进而保证光声成像和超声成像的准确性。
替代地，在前述控制器150根据所计时间，在多模态探头150每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器120，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器130的实施例中，控制器150可以执行如下操作：根据所计时间，在多模态探头110匀速旋转的第一周内，以预设频率触发超声控制器，以使多模态探头在旋转第一周时进行超声成像；在多模态探头110匀速旋转的第二周内，也以所述预设频率触发激光器，以使多模态探头110在旋转第二周时进行光声成像。其中，第一周与第二周是相邻的，并且多模态探头110的旋转速度始终是匀速的。在此实施例中，由于多模态探头110的旋转速度始终是均匀的，控制器150均以相同的预设频率触发超声控制器和激光器，因此，同样能够保证用于进行超声成像和光声成像的回波信号所针对的目标对象的位置完全相同的。进而，保证超声成像和光声成像的成像质量。
可以理解，虽然在上述本申请的实施例中，多以多模态探头110旋转的奇数周进行超声成像，偶数周进行光声成像为例来说明；但是可以理解，也可以在多模态探头旋转的奇数周进行光声成像，在偶数周进行超声成像。例如在多模态探头110旋转的第1、3、5……周触发激光器进行光声成像，在多模态探头110旋转的第2、4、6……周触发超声控制器进行超声成像。
示例性地，成像设备还包括第二驱动机构(图1未示出)。控制器150用于控制第一驱动机构140驱动多模态探头110旋转，同时控制第二驱动机构驱动多模态探头110沿轴向运动。在一个实施例中，该成像设备可用于血管内成像。第二驱动机构能够驱动多模态探头110在血管中移动，从而对于一段血管进行超声成像和光声成像。
根据上述技术方案，通过设置第二驱动机构，能够驱动多模态探头轴向运动，从而能够使多模态探头移动到任意目标位置。该方案能够将多模态探头移动到任意目标位置，提高了用户的体验感。此外，该方案支持获得三维图像。
在一个具体实施例中，控制器150控制第一驱动机构140驱动多模态探头110旋转，同时控制第二驱动机构驱动多模态探头110沿轴向运动的步骤可以包括执行以下操作：控制第一驱动机构140驱动多模态探头110匀速旋转，同时，控制第二驱动机构驱动多模态探头110沿轴向匀速运动。
轴向运动的速度可以根据图像精度进行设置。所需图像精度越高，轴向运动速度越慢，相应的，成像所需时间就越长。所需图像精度越低，则轴向运动速度越快，相应的，成像所需时间就越短。在该实施例中，对于多模态探头110上的任意一点，其行驶轨迹为螺旋线形状。
根据上述技术方案，通过驱动多模态探头沿轴向匀速运动，有利于对目标对象进行持续成像。控制器对第二驱动机构的控制操作简单易行，在保证成像质量的前提下，具有良好的成像效率。
在另一个具体实施例中，控制器150控制第一驱动机构140驱动多模态探头110旋转，同时控制第二驱动机构驱动多模态探头110沿轴向运动的步骤可以包括执行以下操作：控制第一驱动机构140驱动多模态探头110匀速旋转，在多模态探头110每旋转两周之后控制第二驱动机构驱动多模态探头110沿轴向运动一个步长。
步长的大小可以根据成像精度进行选择。对于待成像的目标对象，步长长度越小，成像精度越高。相应的，占用的计算资源就越多。否则，反之。多模态探头110每旋转两周之后沿轴向运动一个步长，即多模态探头110在当前位置分别进行一次超声成像和光声成像后，再运动到下一位置，进行下一位置的超声成像和光声成像。
根据上述技术方案，通过控制多模态探头每旋转两周之后沿轴向运动一个步长，能够保证每分别进行一次超声成像和一次光声成像的过程中，所对应的成像位置在轴向上完全相同。该方案能够防止由于轴向运动导致的两次成像位置差异，具有良好的成像准确性。
根据本申请的另一方面，提供了一种光声超声多模态成像方法，其可利用上述光声超声多模态成像设备100实现。该光声超声多模态成像方法包括以下步骤。
在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器，以交替进行超声成像和光声成像，其中多模态探头在超声控制器的控制下发出超声波，以实现超声成像，并且在激光器的控制下发出光声激励光，以实现光声成像。
上述技术方案通过在每相邻的两个旋转一周的时间内交替进行超声成像和光声成像，能够防止两种模态的回波信号间产生干扰，有利于提高图像的质量和准确性。
示例性地，光声超声多模态成像方法还可以包括以下步骤：利用位置传感器检测多模态探头的旋转位置。在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器可以包括：根据所检测的旋转位置，在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器。
上述技术方案通过采用位置传感器，提高了位置检测的准确性。通过基于检测到的准确位置，控制多模态探头交替进行超声成像和光声成像，有效避免了两个图像回波信号的干扰。
示例性地，根据所检测的旋转位置，在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器可以具体包括以下步骤。
在多模态探头自第一旋转位置匀速旋转的第一周内，以预设频率触发超声控制器，以在多模态探头旋转第一周时进行超声成像；在多模态探头自第一旋转位置匀速旋转的第二周内，也以预设频率触发激光器，以在多模态探头旋转第二周时进行光声成像，其中第一周与第二周是相邻的，第一旋转位置是位置传感器所检测的。
上述技术方案通过以相同的预设频率触发超声控制器和激光器，能够保证超声成像和光声成像的成像区域相同，提高了成像的准确性。
示例性地，光声超声多模态成像方法还可以包括以下步骤。根据所检测的旋转位置确定第一驱动机构的驱动端的运动速度是否达到并稳定在预设速度；其中，根据多模态探头的旋转位置在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器，在运动速度达到并稳定在预设速度之后执行。
上述技术方案在多模态探头的运动速度达到稳定后再进行成像，能够保证超声成像和光声成像对应的区域相同。该方案能够保证超声成像和光声成像的准确性。
示例性地，光声超声多模态成像方法还可以包括：控制多模态探头旋转，同时控制多模态探头沿轴向运动。
上述技术方案通过驱动多模态探头轴向运动，从而能够使多模态探头在旋转成像的同时轴向运动，有利于提高成像效率。
图3示出了根据本发明一个具体实施例的光声超声多模态成像方法。在该实施例中，第一驱动机构采用电机，位置传感器采用编码器。如图3所示，在开始成像后，启动电机并控制器速度逐渐升高至预设速度。在电机速度达到预设速度并稳定后，控制器根据编码器检测的多模态探头的旋转位置以预设频率触发激光器输出光声激励光，并记录多模态探头的旋转位置。延时一定时间后，接收基于光声激励光生成的回波信号。该回波信号传送到控制器后，控制器处理该回波信号以实现光声成像。如果旋转尚未达到一圈，则返回再次触发激光器输出光声激励光，并接收基于光声激励光生成的回波信号…重复上述过程，直至多模态探头旋转一圈。当旋转一圈完成后，即多模态探头旋转至第二周时。在与触发激光器输出光声激励光同样的触发位置触发超声控制器输出超声波。延时一定时间后，接收超声波的回波信号。该回波信号同样传送到控制器中，控制器处理该回波信号以实现超声成像。如果旋转尚未达到一圈，则返回再次触发超声控制器输出超声波，并接收基于超声波生成的回波信号…重复上述过程，直至多模态探头旋转一圈。当旋转一圈完成后，即多模态探头旋转至第三周时，检测是否接收到停止信号。若接收到停止信号，则结束成像。否则，重复上述步骤，在多模态探头每旋转一周交替进行光声成像和超声成像，每旋转两周分别进行一次光声成像和一次超声成像。
根据本申请的又一方面，还提供一种电子设备。图4示出了根据本申请实施例的电子设备的示意性框图。如图所示，该电子设备400包括处理器410和存储器420，其中，存储器420中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器410运行时用于执行上述光声超声多模态成像方法。
根据本申请的再一方面，还提供一种非易失性存储介质，在非易失性存储介质上存储了程序指令，程序指令在运行时用于执行上述光声超声多模态成像方法。非易失性存储介质例如可以包括平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。非易失性存储介质可以是一个或多个非易失性可读存储介质的任意组合。
本领域普通技术人员通过阅读上述有关光声超声多模态成像设备的相关描述，可以理解上述光声超声多模态成像方法、电子设备和非易失性存储介质的具体实现方案和有益效果，为了简洁，在此不再赘述。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。
本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的光声超声多模态成像设备中的一些模块的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
1.一种光声超声多模态成像设备，其特征在于，包括：多模态探头、超声控制器、激光器、第一驱动机构和控制器，其中，
所述多模态探头用于在旋转过程中分别在所述超声控制器和所述激光器的控制下发出超声波和光声激励光，以实现对目标对象的超声成像和光声成像；
所述控制器用于当所述第一驱动机构驱动所述多模态探头旋转时，在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，以使所述光声超声多模态成像设备交替进行超声成像和光声成像。
2.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，所述成像设备还包括：
位置传感器，用于检测所述多模态探头的旋转位置；
所述控制器在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，包括执行以下操作：
根据所检测的旋转位置，在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器。
3.根据权利要求2所述的成像设备，其特征在于，所述成像设备还包括：光电滑环，所述光电滑环包括定子端和转子端，所述定子端连接所述超声控制器和所述激光器，所述转子端连接所述多模态探头并与所述多模态探头同步旋转；
所述位置传感器包括编码器，所述编码器包括光源、码盘和接收器；
所述码盘固定地设置在所述转子端并与所述转子端同步旋转；
所述接收器接收所述光源发出的、透过所述码盘的光信号并根据所述光信号检测所述多模态探头的旋转位置。
4.根据权利要求2或3所述的成像设备，其特征在于，所述控制器根据所检测的旋转位置在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，包括执行以下操作：
在所述多模态探头自第一旋转位置匀速旋转的第一周内，以预设频率触发所述超声控制器，以使所述光声超声多模态成像设备在所述多模态探头旋转第一周时进行超声成像；在所述多模态探头自所述第一旋转位置匀速旋转的第二周内，也以所述预设频率触发所述激光器，以使所述光声超声多模态成像设备在所述多模态探头旋转第二周时进行光声成像，其中所述第一周与所述第二周是相邻的，所述第一旋转位置是所述位置传感器所检测的。
5.根据权利要求2或3所述的成像设备，其特征在于，所述控制器还用于根据所检测的旋转位置确定所述第一驱动机构的驱动端的运动速度是否达到并稳定在预设速度；
其中，所述控制器根据所述多模态探头的旋转位置在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，在所述运动速度达到并稳定在所述预设速度之后执行。
6.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，
所述控制器还用于自所述第一驱动机构开始驱动所述多模态探头旋转的时刻起计时；
所述控制器在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，包括执行以下操作：
根据所计时间，在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器。
7.根据权利要求1至3任一项所述的成像设备，其特征在于，所述成像设备还包括：第二驱动机构，
所述控制器用于控制所述第一驱动机构驱动所述多模态探头旋转，同时控制所述第二驱动机构驱动所述多模态探头沿轴向运动。
8.根据权利要求7所述的成像设备，其特征在于，所述控制器控制所述第一驱动机构驱动所述多模态探头旋转，同时控制所述第二驱动机构驱动所述多模态探头沿轴向运动，包括执行以下操作：
控制所述第一驱动机构驱动所述多模态探头匀速旋转，同时，控制所述第二驱动机构驱动所述多模态探头沿所述轴向匀速运动。
9.根据权利要求7所述的成像设备，其特征在于，所述控制器控制所述第一驱动机构驱动所述多模态探头旋转，同时控制所述第二驱动机构驱动所述多模态探头沿轴向运动，包括执行以下操作：
控制所述第一驱动机构驱动所述多模态探头匀速旋转，在所述多模态探头每旋转两周之后控制所述第二驱动机构驱动所述多模态探头沿所述轴向运动一个步长。
10.根据权利要求1至3任一项所述的成像设备，其特征在于，所述多模态探头为体内探头。
11.一种光声超声多模态成像方法，其特征在于，包括：
在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发激光器，以交替进行超声成像和光声成像，其中所述多模态探头在所述超声控制器的控制下发出超声波，以实现超声成像，并且在所述激光器的控制下发出光声激励光，以实现光声成像。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用位置传感器检测所述多模态探头的旋转位置；
所述在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器包括：
根据所检测的旋转位置，在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所检测的旋转位置，在所述多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，包括：
在所述多模态探头自第一旋转位置匀速旋转的第一周内，以预设频率触发所述超声控制器，以在所述多模态探头旋转第一周时进行超声成像；在所述多模态探头自所述第一旋转位置匀速旋转的第二周内，也以所述预设频率触发所述激光器，以在所述多模态探头旋转第二周时进行光声成像，其中所述第一周与所述第二周是相邻的，所述第一旋转位置是所述位置传感器所检测的。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所检测的旋转位置确定第一驱动机构的驱动端的运动速度是否达到并稳定在预设速度；
其中，所述根据所述多模态探头的旋转位置在多模态探头每相邻的两个旋转一周的时间内，其中一个旋转一周的时间内触发所述超声控制器，其中另一个旋转一周的时间内触发所述激光器，在所述运动速度达到并稳定在所述预设速度之后执行。
15.根据权利要求11至13任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述多模态探头旋转，同时控制所述多模态探头沿轴向运动。
16.一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器运行时用于执行如权利要求11至15任一项所述的方法。
17.一种非易失性存储介质，在所述非易失性存储介质上存储了程序指令，所述程序指令在运行时用于执行如权利要求11至15任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211731750.7A CN116138805B (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 光声超声多模态成像设备及方法、电子设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211731750.7A CN116138805B (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 光声超声多模态成像设备及方法、电子设备及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116138805A CN116138805A (zh) | 2023-05-23 |
| CN116138805B true CN116138805B (zh) | 2023-09-08 |
Family
ID=86359391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211731750.7A Active CN116138805B (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 光声超声多模态成像设备及方法、电子设备及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116138805B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118356211B (zh) * | 2024-06-19 | 2024-09-10 | 杭州励影光电成像有限责任公司 | 一种超高速多模态融合成像系统及方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013067419A1 (en) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | Seno Medical Instruments, Inc. | Dual modality imaging system for coregistered functional and anatomical mapping |
| CN103385758A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-11-13 | 深圳先进技术研究院 | 一种血管内光声超声双模成像系统及其成像方法 |
| JP2014054363A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Canon Inc | 被検体情報取得装置およびその制御方法 |
| JP2015150238A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | オリンパス株式会社 | 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法、及び超音波観測装置の作動プログラム |
| CN204863101U (zh) * | 2015-07-14 | 2015-12-16 | 广州佰奥廷电子科技有限公司 | 一种采用后驱式直肠内多模成像扫描头的系统 |
| JP2016120183A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | キヤノン株式会社 | 光音響波用プローブ、超音波トランスデューサユニット、及び被検体情報取得装置 |
| CN108618758A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-09 | 华南师范大学 | 血管内光声-光学相干断层成像-近红外光多模态成像装置与方法 |
| CN112689477A (zh) * | 2018-10-24 | 2021-04-20 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种成像方法以及成像系统 |
| CN114010151A (zh) * | 2021-09-16 | 2022-02-08 | 南方科技大学 | 一种光声超声多模态成像系统 |
| CN114224294A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-25 | 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 | 用于光声成像的探测装置、内窥镜处理装置及成像系统 |
| WO2022104701A1 (zh) * | 2020-11-20 | 2022-05-27 | 深圳先进技术研究院 | 超声探头、内窥镜、内窥成像系统以及内窥成像方法 |
| WO2022141108A1 (zh) * | 2020-12-29 | 2022-07-07 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 光声成像探头及光声成像系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2841374A1 (en) * | 2013-02-01 | 2014-08-01 | Sunnybrook Health Sciences Centre | System and method for frequency domain photoacoustic intravascular imaging |
| EP3435877B1 (en) * | 2016-03-30 | 2021-06-30 | Koninklijke Philips N.V. | Intravascular devices, systems, and methods utilizing photoacoustic, ultrasound, and optical coherence tomography imaging techniques |
| KR101903074B1 (ko) * | 2016-08-24 | 2018-10-01 | 울산과학기술원 | 회전형 동축 광-전자기 도파관 집합체를 포함하는 광음향-초음파 내시경 시스템과 그 구현 방법 |
-
2022
- 2022-12-30 CN CN202211731750.7A patent/CN116138805B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013067419A1 (en) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | Seno Medical Instruments, Inc. | Dual modality imaging system for coregistered functional and anatomical mapping |
| JP2014054363A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Canon Inc | 被検体情報取得装置およびその制御方法 |
| CN103385758A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-11-13 | 深圳先进技术研究院 | 一种血管内光声超声双模成像系统及其成像方法 |
| JP2015150238A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | オリンパス株式会社 | 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法、及び超音波観測装置の作動プログラム |
| JP2016120183A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | キヤノン株式会社 | 光音響波用プローブ、超音波トランスデューサユニット、及び被検体情報取得装置 |
| CN204863101U (zh) * | 2015-07-14 | 2015-12-16 | 广州佰奥廷电子科技有限公司 | 一种采用后驱式直肠内多模成像扫描头的系统 |
| CN108618758A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-09 | 华南师范大学 | 血管内光声-光学相干断层成像-近红外光多模态成像装置与方法 |
| CN112689477A (zh) * | 2018-10-24 | 2021-04-20 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种成像方法以及成像系统 |
| WO2022104701A1 (zh) * | 2020-11-20 | 2022-05-27 | 深圳先进技术研究院 | 超声探头、内窥镜、内窥成像系统以及内窥成像方法 |
| WO2022141108A1 (zh) * | 2020-12-29 | 2022-07-07 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 光声成像探头及光声成像系统 |
| CN114010151A (zh) * | 2021-09-16 | 2022-02-08 | 南方科技大学 | 一种光声超声多模态成像系统 |
| CN114224294A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-25 | 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 | 用于光声成像的探测装置、内窥镜处理装置及成像系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 血管内高速光/声双模态成像系统的研发;陈潮斌;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;第1-68页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116138805A (zh) | 2023-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4768494B2 (ja) | 画像診断装置およびその処理方法 | |
| JP4838032B2 (ja) | 画像診断装置およびその処理方法 | |
| JP4795830B2 (ja) | 画像診断装置およびその処理方法 | |
| US6719700B1 (en) | Ultrasound ranging for localization of imaging transducer | |
| JP4838029B2 (ja) | 画像診断装置およびその処理方法 | |
| CN102743191B (zh) | 聚焦式旋转扫描光声超声血管内窥成像装置及其成像方法 | |
| CN100379387C (zh) | 超声波探头 | |
| US20070232893A1 (en) | Probe, image diagnostic system and catheter | |
| CN116138805B (zh) | 光声超声多模态成像设备及方法、电子设备及存储介质 | |
| JP5779169B2 (ja) | 音響画像生成装置およびそれを用いて画像を生成する際の進捗状況の表示方法 | |
| JP6001765B2 (ja) | 画像診断装置及びプログラム | |
| CN110251093B (zh) | 一种声聚焦内窥光声/超声探头及扫描成像方法 | |
| JPS6136629B2 (zh) | ||
| US20180014815A1 (en) | Imaging apparatus for diagnosis, control method therefor, program, and computer readable storage medium | |
| JP2009183416A (ja) | 診断用カテーテル | |
| JP6125615B2 (ja) | 画像診断装置及びプログラム | |
| JP2019512356A (ja) | 光音響、超音波及び光干渉断層撮影技術を用いた血管内装置、システム並びに方法 | |
| CN117643479A (zh) | 用于内腔的超声血流检测方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN105996967A (zh) | 可调焦光声双模内窥镜探头 | |
| JP6609754B2 (ja) | 超音波プローブ、及びそれを用いた超音波画像表示装置 | |
| JPWO2014049644A1 (ja) | 校正冶具、画像診断装置及び画像診断装置の校正方法 | |
| JPH03136636A (ja) | 医用カプセルの位置検出装置 | |
| JP3578685B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP3028967B2 (ja) | プローブ | |
| JP3268831B2 (ja) | 超音波診断装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |