上海交通大学苗鹏获国家专利权
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龙图腾网获悉上海交通大学申请的专利一种频域OCT多次散射分量统计门控及组织光学参数提取方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119338935B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411366667.3,技术领域涉及:G06T11/00;该发明授权一种频域OCT多次散射分量统计门控及组织光学参数提取方法是由苗鹏设计研发完成,并于2024-09-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种频域OCT多次散射分量统计门控及组织光学参数提取方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种频域OCT多次散射分量统计门控及组织光学参数提取方法,包括:针对成像区域内单个采样位置使用频域OCT连续多次采样,利用采样得到的k空间数据构建矩阵并求其协方差矩阵作为随机矩阵描述,将该描述建模为Wishart随机矩阵的低秩扰动;基于Wishart随机矩阵低秩扰动的统计特征,对弹道分量和多次散射分量进行统计门控,分别重建弹道信号矩阵、重建多次散射分量矩阵;根据弹道信号矩阵中的弹道分量信息、多次散射分量矩阵中的多次散射分量信息,通过傅立叶反变换,并结合扩展后的惠更斯‑菲涅尔公式,计算得到组织吸收系数和组织各向异性参数。与现有技术相比,本发明能够实现频域OCT中多次散射分量的提取,并能获知组织吸收系数和组织各向异性参数。
本发明授权一种频域OCT多次散射分量统计门控及组织光学参数提取方法在权利要求书中公布了:1.一种频域OCT多次散射分量统计门控及组织光学参数提取方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、针对成像区域内单个采样位置使用频域OCT连续多次采样,利用采样得到的k空间数据构建矩阵并求其协方差矩阵作为随机矩阵描述,将该描述建模为Wishart随机矩阵的低秩扰动; S2、基于Wishart随机矩阵低秩扰动的统计特征,对弹道分量和多次散射分量进行统计门控,分别重建弹道信号矩阵、重建多次散射分量矩阵; S3、根据弹道信号矩阵中的弹道分量信息、多次散射分量矩阵中的多次散射分量信息,通过傅立叶反变换,并结合扩展后的惠更斯-菲涅尔公式,计算得到组织吸收系数和组织各向异性参数; 步骤S1的具体过程包括:针对成像区域x-y平面内单个采样位置、即单条A-line,进行次采样,每次采样获得单条A-line的k空间数据,共有个数据点,进而构建行列的矩阵,,矩阵的每一列为一次测量得到的单条A-line的k空间数据,为弹道成分、其为行列的低秩矩阵,为多次散射分量、其为行列的满秩矩阵; 通过控制采样次数来实现最优参数,其中,,即矩阵长宽比,将k空间数据构建矩阵、并求其协方差矩阵,以作为随机矩阵描述建模为Wishart随机矩阵的低秩扰动,即得到,符号表示矩阵的共轭转置; 步骤S2中重建弹道信号矩阵的过程包括: 基于Wishart随机矩阵的低秩扰动,利用矩阵的L个求解,从中筛选出大于的特征值,以作为弹道分量特征值的估计; 对特征值开根号获得奇异值,并作为主对角线元素构建矩阵,对矩阵进行奇异值分解,重建弹道分量矩阵; 所述一元二次方程为:,求解时在两个根中取正数根; 步骤S2中重建多次散射分量矩阵的过程包括: 基于Tracy-Widom定理,利用最小特征值求解多次散射分量矩阵元素的方差统计参数; 由于多次散射分量对应具有高斯统计的Wishart随机矩阵,矩阵的特征值统计分布满足未归一化的Marchenko–Pastur分布,故按Marchenko–Pastur统计分布采样获得多次散射分量特征值的完整估计; 对得到的完整估计开根号获得奇异值,并作为主对角线元素构建矩阵,重建多次散射分量矩阵,取该矩阵的第一列作为该位置A-line中多次散射分量; 步骤S3包括以下步骤: S31、对多次散射分量进行傅立叶反变换,获得时域多次散射分量,取其模的平方获得多次散射强度信息,其中为轴向的深度坐标; S32、基于多次散射强度信息结合光在组织中多次散射不变量的特征,计算组织吸收系数参数图: , , 其中,为比例系数,其取值范围为不小于零的实数,为相干体积物理尺寸,取决于OCT系统的空间分辨率,为轴向分辨率,和为横向分辨率; S33、对弹道分量进行傅立叶反变换,获得时域弹道分量及其对应的强度信息,然后计算获得散射强度信息: , 其中,为比例系数,其取值范围为不小于零的实数; S34、对原始的单条A-line的k空间数据直接进行傅立叶反变换,得到,取的模的平方获得原始散射强度信息,利用组织吸收系数,移除原始散射强度信息中吸收效应的影响,获得无吸收效应的散射信号; S35、对无吸收效应的散射信号,使用扩展后的惠更斯-菲涅尔公式进行拟合,获得,再计算得到组织各向异性参数; 步骤S35中扩展后的惠更斯-菲涅尔公式具体为: , , 所述组织各向异性参数具体为: , 其中,为入射光强,为入射光束腰,为高斯光束的瑞利长度,为光束对焦深度,为成像介质。
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