(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210373348.X (22)申请日 2022.04.11 (71)申请人 南方科技大 学 地址 518055 广东省深圳市南 山区桃源街 道学苑大道1088号 (72)发明人 奚磊　张峻宁　秦伟　 (51)Int.Cl. G01N 21/17(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 1/34(2006.01) (54)发明名称 基于造影剂浓度差剪影的器官管道系统光 声显微成像方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于造影剂浓度差剪影 的器官管道系统光声显微 成像方法。 该方法包含 如下步骤， 先对器官进行去细胞组织透明化处 理， 再利用不同浓度的含大豆油油墨光声造影剂 对器官内所有待造影成像的管道系统逐一进行 造影和成像， 最后利用不同管道系统中含大豆油 油墨光声造影剂之间浓度差异带来的光声信号 的差异对成像数据进行光声信号阈值剪影处理。 该方法运用造影剂浓度差剪影成像， 可以在无需 人工分割、 无需对多次获取的图像进行配准剪影 的情况下， 仅通过图像处理算法， 获得器官中各 个管道系统独立的二、 三维 成像信息 。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114942224 A 2022.08.26 CN 114942224 A 1.基于造影剂浓度差剪影的器官管道系统光声显微成像方法， 其特征在于， 具体步骤 如下： 步骤S1， 对离体 器官管道系统进行去细胞组织透明化处 理； 步骤S2， 根据器官的管道系 统的数量N， N≥2， 以不同比例混合大豆油与油 性黑色墨水 制备N种浓度油性 黑色墨水， 形成具有梯度浓度的含大豆油 油墨光声造影剂组； 步骤S3， 依照扫描激光入射器官组织方向上各管道系统所在的平均深度， 采用平均深 度由深到 浅的顺序， 对器官内待造影成像的各 管道系统进行排序； 步骤S4， 将梯度浓度含大豆油油墨光声造影剂依照浓度由低到高的顺序， 与步骤S3中 排序后的 由深到浅的管道系统逐一配对， 以待造影和成像； 步骤S5， 按照含大豆油油墨光声造影剂浓度由低到高的顺序， 对按照平均深度由深到 浅排序的管道系统逐一进 行造影； 每一套 管道系统造影后， 均立即进 行一次成像， 即完成单 轮次的造影成像； 共进行N轮次的造影成像， 获得N组成像数据； 步骤S6， 对首轮次造影成像获得的成像数据进行对比度增强处理； 对从第二次造影成 像轮次开始获取的N ‑1组成像数据， 各设置一个全局光声信号 强度阈值， 滤去每一组成像数 据中光声信号强度等于或低于前一造影成像轮次成像数据中最大光声信号强度的成像数 据； 采用上述阈值处理， 从第二次造影成像轮次开始， 仅保留在各造影成像轮次中当轮次被 造影的管道系统的独立成像数据。 2.根据权利要求1所述的基于造影剂浓度差剪影的器官管道系统光声显微成像方法， 其特征在于， 步骤S1具体包括， 对器官管道系统进 行单端口闭环作业， 即仅保留单个开放端 口的情况下， 封闭各个器官管道系统位于器官外的其余端口； 在各个器官管道系统的预留 单开放端口处进行滞 留性针头插管作业； 通过蠕动泵和软管， 经 由任意滞 留性针头对器官 内部以每分钟6ml的速度依次灌注40分钟去离子水、 2小时4%  Triton X‑100和0.02%乙二醇 四乙酸的混合溶液以及2小时1%十二烷基硫酸钠溶液， 依次去除器官内残留的血液并且破 坏器官内蛋白质 ‑脂质与脂质 ‑脂质之间的分子连接， 以提高器官的光学透过率和减小器官 组织的光学散射率； 完成去细胞透明化的器官， 在4%多聚甲醛溶液中固定至少2 4小时， 以备 使用。 3.根据权利要求1所述的基于造影剂浓度差剪影的器官管道系统光声显微成像方法， 其特征在于， 步骤S2具体包括， 以油性黑色墨水和大豆油为基底配置的含大豆油油墨光声 造影剂的光声信号强度与含大豆油油墨光声造影剂的浓度呈正相关， 可以通过调整含大豆 油油墨光声造影剂中大豆油的占比调整含大豆油油墨光声造影剂的浓度， 以达到调整含大 豆油油墨光声造影剂的光声信号 强度的目的； 根据器官内需成像管道系统的数量N， 将大豆 油与油性黑色墨水以N种互不相同的比例进 行混合， 产生一组含有N种浓度且有一定梯度的 含大豆油 油墨光声造影剂组。 4.根据权利要求1所述的基于造影剂浓度差剪影的器官管道系统光声显微成像方法， 其特征在于， 步骤S 3具体包括， 选择待成像器官较平 坦的一面作为扫描激光的入射面， 以所 选择的器官平面作为零深度面， 以扫描激光的入射方向作为深度延伸方向， 对所有待成像 的管道系统依照管道系统整体所处于的平均深度， 由深到浅的顺序对器官内待造影 成像的 各管道系统进行排序。 5.根据权利要求1所述的基于造影剂浓度差剪影的器官管道系统光声显微成像方法，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114942224 A 2其特征在于， 步骤S 5具体包括， 将N种浓度含 大豆油油墨光声造影剂灌注于N支针筒中， 各针 筒口通过软管与各浓度含大豆油油墨光声造影剂配对管道系统的滞留性针头相连； 针筒泵 匀速将针筒内的含大豆油油墨光声造影剂通过软管推入对应的管道系统； 按照含大豆油油 墨光声造影剂由低浓度到高浓度的顺序， 以深层到浅层的顺序， 对器官内所有待造影成像 的管道系统， 进行每一次管道系统造影后均进行一次成像的动态多轮次造影成像， 获得N组 不同的成像数据。 6.根据权利要求1所述的基于造影剂浓度差剪影的器官管道系统光声显微成像方法， 其特征在于， 步骤S6具体包括， 对第二轮次造影成像开始获取的N ‑1组成像数据， 分别设定 一个全局光声信号强度阈值Tn（2≤n≤N） ， 以过滤所有光声信号强度低于此阈值的成像数 据； 假设第n组成像数据中出现的最高光声信号强度值为Imax， n， 则第n组成像数据全局光声 信号强度阈值的设定应满足Tn＞Imax， n‑1； 由于含大豆油油墨光声造影剂光声信号强度与其 浓度的正比关系， 第n组成像数据经过阈值过滤后， 源于前n ‑1轮次造影成像中已造影管道 系统光声信号强度小于等于Imax， n‑1的成像数据被过滤， 余下成像数据均源于第n轮次造影 成像当轮次进 行造影的管道系统； 从第二轮次造影成像开始， 第n轮次造影成像获得的成像 数据经处理后仅保留第n轮次造影成像当轮次进行造影的管道系统的独立成像数据， 故最 终获得包括首次造影成像轮次获得的首套造影管道系统独立成像数据在内， 器官内所有N 套需要造影成像管道系统的独立成像数据， 实现器官内所有N套管道系统成像数据在空间 上的分割。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114942224 A 3