血管内超声-OCT 内窥镜仪的研制

IVUS and OCT are both non-invasive medical tomography technology. The combining of ultrasonic tomography and OCT will take advantage of high probing depth of ultrasonic tomography and high resolusion of OCT, getting pathological image with high definition for diagnosing early diseases. On the basis of OCT endsocope and ultrasonic endoscope, we are going to develop an intravascular ultrasound-OCT endoscope, getting ultrasound and OCT intravascular images simultaneously and detecting thrombus and plaques. The study of intravascular ultrasound-OCT endoscope includes mini ultrasound-OCT probe, ultrasound-OCT signal processing and image synthesization. Besides , we will study the IVUS and OCT algorithm to enhance the image resolution and SNR, increasing the possibility of detecting tiny thrombus and plaques.

超声和OCT 断层成像均属无损伤、非侵入医学断层成像技术，将二者与医学内窥镜相结合，能够发挥超声检测深度大及OCT 分辨率高的优势，获得体内器官的清晰断层图像，有助于器官病变的早期检测。本课题拟在课题组前期研制的OCT 内窥和超声内窥成像实验系统的基础上，研制一种临床医学应用的血管内超声-OCT 内窥成像仪，将IVUS 与血管内OCT 技术相结合，同时获得血管内壁的超声与OCT 图像，实现对血管内血栓与斑块的早期检查。课题主要研究内容为：研制血管内超声-OCT 内窥成像系统一套，含超声-OCT 微型扫描探头、超声、OCT 信号的放大、处理和图像合成技术等，从而实现对血管超声和OCT 的断层扫描成像；研究IVUS 与OCT 图像处理算法，提高图像分辨率和信噪比，增强微小血栓及易损斑块的可识别性等问题。

本项目研究超声-OCT内窥成像系统，将血管内IVUS与血管内OCT技术相结合，旨在同时获得血管内壁的超声与OCT断层图像，辅助临床诊断。.本项目按任务书计划执行。主要完成如下工作。.1）微型超声-OCT扫描探头的研制。包括：研制超小型拉锥结构全光纤内窥OCT探头，探头封装后最大外径0.34mm；研制超声-OCT内窥探头，探头封装后最大外径3.5mm，硬端长度约19mm。.2）超声成像系统及超声信号处理技术研究。包括：超声换能器的编码激励脉冲、数字超声信号处理系统、超声图像的实时数字扫描变换技术、超声合成孔径算法以及高频超声信号回波噪声消除技术等，形成了用于超声-OCT内窥成像的超声成像系统。超声中心频率25MHz，对人体内部组织器官的探测深度8mm，组织断层成像的横向分辨率≤1mm，纵向分辨率≤0.4mm。.3）OCT成像系统及OCT信号处理算法研究。包括：OCT主光路系统、 OCT探测系统组装、OCT成像算法以及OCT系统图像软件研制等。形成了用于超声-OCT内窥成像的OCT成像系统。OCT中心波长1310nm，对人体内部组织器官的探测深度>1mm，组织断层成像的横向分辨率10μm，纵向分辨率8μm，旋转扫描成像速度15帧/秒。.4）血管内超声-OCT内窥成像系统研制。包括：血管内超声-OCT显示软件研制、超声-OCT扰动算法以及血管内超声-OCT内窥成像仪样机的在体成像实验，同时获得了血管仿真样品的超声和OCT图像。.在本项目的研发过程中，共发表文章54篇，授权中国发明专利13项，申请中国发明专利8项。