体内光声乳腺成像技术以及肤色、波长、波束形成器和深度对目标检测能力之间的相互作用

《npj Imaging》：In vivo photoacoustic breast imaging and the interactive effects of skin tone, wavelength, beamformer, and depth on target detectability

　　

摘要

光声成像在乳腺癌诊断中具有很大潜力。然而，使用延时求和（DAS）波束成形时，图像质量会因黑色素含量增加而下降，而这一问题可以通过短时滞空间相干（SLSC）波束成形得到解决。我们研究了SLSC波束成形技术在处理29名患者的光声乳腺数据时的适用性，这些患者的肤色类型角（ITA）范围从-78°（深色）到71°（非常浅色），数据采集使用了757 nm和1064 nm两种波长。在浅层目标（<5 mm）中，使用1064 nm波长时，目标检测能力（定义为广义对比度噪声比和信噪比的缩放平均值）从DAS波束成形的平均0.80降低到了SLSC波束成形的平均0.33（p < 0.05）。当ITA < 14°时，757 nm波长无法检测到浅层目标。在深层目标中，当ITA ≤ 0°时，DAS和SLSC波束成形下的平均目标检测能力分别为0.74和0.85。结果通过模拟数据和/或体模数据进行了验证，并通过线性混合效应模型证明了统计显著性（p < 0.05），这是首次对临床光声成像中波束成形器、波长和目标深度之间的相互作用进行三方分析的研究。