CN116482035B - 一种基于柔性超声探头的光声断层成像方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于柔性超声探头的光声断层成像方法及装置，所述方法包括：获取待测物体经激光激发的光声信号；获取柔性超声探头阵列的形状函数，在观察视场内根据加权延时求和法重建光声图像，计算光声图像的熵，沿着光声图像的熵梯度下降的方向来优化柔性超声探头阵列的形状函数，得到柔性超声探头各阵元的位置信息；基于柔性超声探头各阵元的位置信息对待测物体经激光激发的光声信号进行处理，获得待测物体的光声断层图像重建结果。本发明可以在不知道待测物体复杂表面形状的条件下，准确获得贴附在其表面的柔性超声探头各阵元的准确位置，从而精确重建出待测物体上感兴趣区域的光声断层图像。

Description

一种基于柔性超声探头的光声断层成像方法及装置
技术领域
本发明涉及光声断层成像领域，尤其涉及一种基于柔性超声探头的光声断层成像方法及装置。
背景技术
光声成像（Photoacoustic Imaging, 简称PAI）是近年来发展起来的一种非入侵式和非电离式的新型生物医学成像方法。光声断层成像（Photoacoustic computedtomography, 简称PACT）是光声成像的一种成像模式。在光声断层成像技术的实际应用中，主要通过超声探头采集光声信号，但对于一些具有复杂表面待测物体的检测，常规超声探头不能与待测物体紧密贴合而导致检测困难。随着近年来柔性电子学、材料科学及微纳加工等技术的飞速发展，使得柔性电子技术成为了电子器件研究领域的重要内容。柔性超声探头作为柔性电子的基础核心元件之一，是一种用于感知复杂物体表面作用力大小与分布的柔性电子器件，具有良好的曲面共形特征以及轻、柔、韧等特性，能够任意卷曲或是弯折。一般为平面结构，可用于贴附在各种复杂形状待测物体表面，是一种极具应用前景的传感器，在医学检测、运动健康、无损检测等领域有着广泛的应用。
但是，在进行光声断层成像的过程中，需要获得柔性超声探头各阵元的准确位置，才能通过各阵元接收的带有延迟信息的光声信号正确重建出待测物体的图像。大多数的工程应用中，都是需要事先获取柔性探头所贴附物体表面的形状，结合探头自身结构计算得到各阵元的位置。而在很多实际应用场景中，物体表面形状复杂不易获取，或者阵元位置计算误差较大，以上因素都会导致难以得到正确的重建结果。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种基于柔性超声探头的光声断层成像方法及装置。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种基于柔性超声探头的光声断层成像方法，所述方法包括：
获取待测物体经激光激发的光声信号；
获取柔性超声探头阵列的形状函数，在观察视场内根据加权延时求和法重建光声图像，计算光声图像的熵，沿着光声图像的熵梯度下降的方向来优化柔性超声探头阵列的形状函数，得到柔性超声探头各阵元的位置信息；
基于柔性超声探头各阵元的位置信息对待测物体经激光激发的光声信号进行处理，获得待测物体的光声断层图像重建结果。
进一步地，获取柔性超声探头阵列的形状函数包括：
获取柔性超声探头阵列的初始形状函数；
将柔性超声探头阵列的初始形状函数等比例缩放至∈[-1,1]区间，/>为柔性超声探头阵列形状任一点的横坐标。
进一步地，柔性超声探头阵列的初始形状函数包括：
柔性超声探头阵列的初始形状函数由一组同类型的连续函数的线性组合来表示；其中，所有连续函数在横坐标的取值范围内应有正交性。
进一步地，将柔性超声探头阵列的初始形状函数等比例缩放至∈[-1,1]区间，得到等比例缩放后的柔性超声探头阵列的形状函数，表达式如下：
其中，表示等比例缩放至[-1,1]区间内的柔性超声探头阵列形状任一点的横坐标，/>表示柔性超声探头阵列任一点的纵坐标，/>表示等比例缩放后的柔性超声探头阵列的形状拟合函数的第/>个分量，/>表示柔性超声探头阵列的形状拟合函数幅度调节系数，/>表示拟合函数的个数。
进一步地，在观察视场内根据延时求和法重建光声图像包括：
根据等比例缩放后的柔性超声探头阵列相邻两阵元之间的间距，得到等比例缩放前的柔性超声探头阵列的实际长度；
基于等比例缩放前的柔性超声探头阵列的实际长度，获取等比例缩放前柔性超声探头阵列第个阵元的横纵坐标（/>，/>）；
在观察视场内根据延时求和法重建光声图像，包括：基于观察视场内点到等比例缩放前柔性超声探头阵列第/>个阵元（/>，/>）的距离，得到观察视场内点/>到第/>个阵元所需要的延时，得到第/>个阵元接收到的观察视场内点/>发出的光声信号，并基于第/>个阵元向观察视场内点/>所张角对应的加权因子进行加权求和，得到在观察视场内重建出光声图像。
进一步地，计算光声图像的熵包括：
对光声图像进行归一化；
计算归一化后的光声图像的熵，表达式如下：
式中，为归一化后的光声图像，/>分别表示观察视场内点/>的横坐标和纵坐标。
进一步地，沿着光声图像的熵梯度下降的方向来优化柔性超声探头阵列的形状函数包括：
设定迭代次数，利用沿着光声图像的熵梯度下降的方向来迭代更新柔性超声探头阵列形状拟合函数的幅度调节系数，表达式如下：
其中，为光声图像的熵，/>为第/>次迭代更新时的第/>个幅度调节系数，/>为第/>次迭代更新时的第/>个幅度调节系数，/>是梯度法的优化函数。
进一步地，所述光声断层成像方法通过基于柔性超声探头的光声断层成像装置实现，所述装置用于获取待测物体经激光激发的光声信号；所述装置用于获取待测物体经激光激发的光声信号；所述装置包括：激光器；激光器出射脉冲激光，置于水箱内的待测物体经激光激发出光声信号；待测物体的表面贴附有柔性超声探头，基于外触发模式控制信号采集器采集光声信号；
激光器分别与信号采集器、信号发生器连接；基于标准TTL控制模式将激光器设置为双触发信号，所述信号采集器、信号发生器分别向激光器发送触发信号；
信号采集器与处理器连接，所述处理器用于处理分析光声信号。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器与所述处理器耦接；其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现上述的基于柔性超声探头的光声断层成像方法。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述的基于柔性超声探头的光声断层成像方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明实施例提供了一种基于柔性超声探头的光声断层成像方法及装置，可以在不知道待测物体复杂表面形状的条件下，准确获得贴附在其表面的柔性超声探头各阵元的准确位置，从而精确重建出待测物体上感兴趣区域的光声断层图像。本发明实施例方法简洁清晰，可以应用于多种复杂光声断层成像场景。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例提供的一种基于柔性超声探头的光声断层成像方法的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种基于柔性超声探头的光声断层成像装置的示意图；
图3是本发明实施例提供的柔性超声探头的各阵元位置校准结果的示意图；
图4是本发明实施例提供的光纤光声点声源在阵列校正前的光声图像重建结果；
图5是本发明实施例提供的光纤光声点声源在阵列校正后的光声图像重建结果；
图6是本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。
图中，101、待测物体；102、水箱；201、信号发生器；202、激光器；203、光线束；204、信号延时器；301、信号采集器；302、柔性超声探头；303、信号转接板；400、处理器。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面结合附图，对本发明进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
如图1所示，本发明提供了一种基于柔性超声探头的光声断层成像方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤S1，获取待测物体经激光激发的光声信号。
具体地，基于标准TTL控制模式将激光器设置为双触发信号，使激光器出射脉冲激光；基于外触发模式控制信号采集器接收待测物体经激光激发的光声信号。
步骤S2，获取柔性超声探头阵列的形状函数，在观察视场内根据延时求和法重建光声图像，计算光声图像的熵，沿着光声图像的熵梯度下降的方向来优化柔性超声探头阵列的形状函数，得到柔性超声探头各阵元的位置信息。
具体地，利用待测物体经激光激发的光声信号，重建出光声断层图像，解算出柔性超声探头各阵元的位置信息。本发明实施例首先在光声重建图像中引入熵的概念来对光声重建图像的无序程度进行评价。光声重建图像的熵越小，其无序程度越低。因此，当得到准确的柔性超声探头阵列阵元位置信息时，需要光声重建图像的熵最小。
基于此，所述步骤S2具体包括以下子步骤：
步骤S201，获取柔性超声探头阵列的初始形状函数。
需要说明的是，在本实例中，使用一组同类型的连续函数的线性组合来表示柔性超声探头阵列的初始形状。为使柔性超声探头阵列形状具有唯一性，该组函数在横坐标的取值范围内应具有正交性。
步骤S202，将柔性超声探头阵列的初始形状函数等比例缩放至∈[-1,1]区间，为柔性超声探头阵列形状任一点的横坐标，表达式如下：
其中，表示等比例缩放至[-1,1]区间内的柔性超声探头阵列形状任一点的横坐标，/>表示柔性超声探头阵列任一点的纵坐标，/>表示等比例缩放后的柔性超声探头阵列的形状拟合函数的第/>个分量，/>表示柔性超声探头阵列的形状拟合函数幅度调节系数，表示拟合函数的个数。
步骤S203，根据等比例缩放后的柔性超声探头阵列相邻两阵元之间的间距，得到等比例缩放前的柔性超声探头阵列的实际长度。
具体地，首先计算等比例缩放后的柔性超声探头阵列相邻两阵元之间的间距，表达式如下：
其中，是柔性超声探头阵列的第/>个阵元的横坐标，/>是柔性超声探头阵列的第/>个阵元的横坐标，/>是柔性超声探头阵元的个数。/>是等比例缩放后的柔性超声探头阵列长度，可通过下面公式计算得出：
进一步地，得到等比例缩放前的柔性超声探头阵列的实际长度，表达式如下：
其中，为等比例缩放前柔性超声探头阵列的柔性超声探头阵元间距。
步骤S204，基于等比例缩放前的柔性超声探头阵列的实际长度，获取等比例缩放前柔性超声探头阵列第个阵元的横纵坐标（/>，/>），表达式如下：
步骤S205，在观察视场内根据延时求和法重建光声图像，包括：基于观察视场内点到等比例缩放前柔性超声探头阵列第/>个阵元（/>，/>）的距离，得到观察视场内点到第/>个阵元所需要的延时，得到第/>个阵元接收到的观察视场内点/>发出的光声信号，并基于第/>个阵元向观察视场内点/>所张角对应的加权因子进行加权求和，得到在观察视场内重建出光声图像。
表达式如下：
其中，表示的是观察视场内点/>的图像强度值，/>表示的是第/>个阵元向观察视场内点/>所张角对应的加权因子，/>表示第/>个阵元接收到的观察视场内点/>发出的光声信号，/>表示的是观察视场内点/>到第/>个阵元所需要的延时。假设观察视场内声速恒定为/>，则有
其中，表示的是观察视场内点/>到等比例缩放前柔性超声探头阵列第个阵元（/>，/>）的距离。
步骤S206，计算光声图像的熵。
进一步的，计算光声重建图像的熵。先对光声重建图像归一化。
其中，和/>表示的是光声重建图像在/>轴和/>轴方向上的像素数，/>为观察视场内任一点的图像强度值。归一化后的光声重建图像的熵表示如下：
步骤S207，设定迭代次数，重复步骤S202~步骤S206利用沿着光声图像的熵梯度下降的方向来迭代更新柔性超声探头阵列形状拟合函数的幅度调节系数。
进一步的，基于随着柔性超声探头阵列的形状估计越逼近真实值，光声重建图像的熵越小的思想，通过沿着图像的熵梯度下降的方向来迭代更新柔性超声探头阵列的形状拟合函数的幅度调节系数，直到达到迭代终止条件。采用的计算方法如下所示：
其中，为第/>次迭代更新时的第/>个幅度调节系数，/>为第/>次迭代更新时的第/>个幅度调节系数，/>是梯度法的优化函数。
步骤S3，基于柔性超声探头各阵元的位置信息对待测物体经激光激发的光声信号进行处理，获得待测物体的光声断层图像重建结果。
步骤S4，基于柔性超声探头各阵元的位置信息对待测物体经激光激发的光声信号进行处理，获得待测物体的光声断层图像重建结果。
本发明还提供了一种基于柔性超声探头的光声断层成像装置，如图2所示，所述装置用于获取待测物体经激光激发的光声信号；所述装置包括：激光器202；激光器202出射脉冲激光，置于水箱102内的待测物体101经激光激发出光声信号；待测物体101的表面贴附有柔性超声探头302，基于外触发模式控制信号采集器301采集光声信号；
激光器202分别与信号采集器301、信号发生器201连接；基于标准TTL控制模式将激光器202设置为双触发信号，所述信号采集器301、信号发生器201分别向激光器202发送触发信号；
信号采集器301与处理器400连接，所述处理器400用于处理分析光声信号。
在本发明一实施例中，所述信号采集器301选用的是Verasonic Vantage超声***。所述柔性超声探头302共有64个阵元，探头中心频率为5MHz。为了将所述柔性超声探头302与所述信号采集器301接口适配，本发明装置在柔性超声探头302和信号采集器301间还设置有信号转接板303，所述信号转接板303用于将柔性超声探头301的DispalyPort接口转换为信号采集器301的ITT Cannon的260连接器接口。
在本发明一实施例中，所述激光器202外控输入方式为标准TTL控制，需要外界提供两个信号，分别控制CLK IN和Q-IN，此时所述激光器202的电源会按照外控信号的时间分别控制氙灯闪光时间和调Q信号时间，以达到控制激光的输出。因此，本发明一实施例中通过信号发生器201和信号采集器301分别向所述激光器202发送触发信号，来控制激光的输出。此外，采用该种标准TTL控制方式能够控制激光发射时钟偏差小于10ns。
因为激光器202的工作频率为10Hz，因此设置信号发生器201产生10Hz的脉冲信号作为触发输入信号分别传输至激光器202的CLK IN端口和信号采集器的TRIG IN 1端口。因为当激光器202工作在Ext Q 状态时，需要外部同时输入氙灯、Q信号，灯、Q信号有一最优延时值。所述激光器202最优延时值为200us左右。此外，所述信号采集器301输出的触发信号为1us脉宽的负向脉冲信号，只有将该脉冲信号变换为正向脉冲信号且延长脉宽，才能够触发所述激光器202发射激光。因此在所述信号采集器301的程序脚本中设置好触发输入和触发输出之间的延时值，通过所述延时器204将所述采集器301的触发输出信号根据上述对延时值的要求进行延时变换后传输至所述激光器202的Q-IN端口，从而实现所述激光器202的脉冲激光输出。
实施例1
所述基于柔性超声探头的光声断层成像方法具体包括以下步骤：
S1，将待测物体101设置于柔性超声探头302的有效探测区域内，同时基于标准TTL控制方式使所述激光器出射激光照射所述待测物体101以产生光声信号，通过信号采集器301依次接收并存储所述待测物体101的光声信号。
在本发明一实施例中，不失一般性的，将柔性超声探头302固定在水箱边沿，柔性超声探头302本身保持近似“C”形的弯曲形状来模拟所述柔性探头实际贴附在具有不规则形状待测物体101测量时的状态。在本实例中，待测物体101为预制的光纤光声点声源。将其放置于柔性超声探头302的有效探测区域内。用上述标准TTL控制方式控制所述激光器经由202激光束203发射激光照射所述光纤光声点声源产生光声信号，通过所述信号采集器301接收并存储所述光纤光声点声源辐射的光声信号。
S2，接收所述光纤光声点声源发出的光声信号，完成所述柔性超声探头各阵元位置信息的解算。
对柔性超声探头302的各阵元位置进行校准。首先，用两个正弦函数的线性组合来表示柔性超声探头阵列的初始形状。柔性超声探头阵列的初始形状可表示为：
所述柔性超声探头302的阵元间距，阵元间距/>，阵列长度为。
将柔性超声探头阵列的初始形状函数根据前面所述的指定区间[-1,1]等比例缩放及平移，可得到如下柔性超声探头阵列形状函数：
则等比例缩放后阵列长度为：
进一步地，得到等比例缩放前的柔性超声探头阵列的实际长度，表达式如下：
其中，为等比例缩放前柔性超声探头阵列的柔性超声探头阵元间距。
步骤S204，基于等比例缩放前的柔性超声探头阵列的实际长度，获取等比例缩放前柔性超声探头阵列第个阵元的横纵坐标（/>，/>），表达式如下：
设置幅度调节系数分别为，/>。
在观察视场内重建光声图像采用加权的延时求和法，表达式如下：
其中，表示的是观察视场内点/>的图像强度值，/>表示的是第/>个阵元向观察视场内点/>所张角对应的加权因子，/>表示第/>个阵元接收到的观察视场内点/>发出的光声信号，/>表示的是观察视场内点/>到第/>个阵元所需要的延时。设观察视场内声速恒定为/>，则有
其中，表示的是观察视场内点/>到等比例缩放前柔性超声探头阵列第/>个阵元（/>，/>）的距离。
进一步的，计算光声重建图像的熵。先对光声重建图像归一化。
其中，光声重建图像在轴和/>轴方向上的像素数/>，/>为观察视场内任一点的图像强度值。归一化后的光声重建图像的熵表示如下：
进一步的，基于随着柔性超声探头阵列的形状估计越逼近真实值，光声重建图像的熵越小的思想，通过沿着图像的熵梯度下降的方向来迭代更新阵列初始形状拟合函数的幅度调节系数，直到达到迭代更新次数上限。采用的计算方法如下所示：
其中，为第/>次迭代更新时的第/>个幅度调节系数，/>第/>次迭代更新时的第/>个幅度调节系数，/>是梯度法的优化函数，迭代更新次数上限为200次。
最后得到所述柔性超声探头302的各阵元位置的坐标。如图3所示，通过计算得到的所述柔性超声探头302的形状与其实际形状完全吻合。
S3，基于解算出的柔性超声探头302的阵列位置信息，利用接收到的所述光纤光声点声源发出的光声信号完成观察视场内的光声断层图像重建。
如图4所示，在未获得阵列准确形状前进行所述光纤光声点声源的图像重建，无法得到其重建图像。而如图5所示，在解算出阵列准确形状后进行所述光纤光声点声源的图像重建，可以得到其清晰准确的重建图像。
在光声断层成像的诸多复杂应用场景中，如对具有不规则形状的复杂待测物体感兴趣区域进行图像重建等，迫切需要引入柔性超声探头来解决此类难题。然而待测物体的复杂形状使得准确获得贴附在其表面的柔性超声探头各阵元的位置，进而准确完成光声断层图像重建变得十分困难。本发明提出的装置及方法能够方便获得柔性超声探头各阵元的准确位置，进而准确重建出待测物体的感兴趣区域的光声断层图像。对扩大光声断层成像的应用范围具有重要作用。
相应的，本申请还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述的基于柔性超声探头的光声断层成像方法。如图6所示，为本发明实施例提供的基于柔性超声探头的光声断层成像方法所在任意具备数据处理能力的设备的一种硬件结构图，除了图6所示的处理器、内存以及网络接口之外，实施例中装置所在的任意具备数据处理能力的设备通常根据该任意具备数据处理能力的设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。
相应的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如上述的基于柔性超声探头的光声断层成像方法。所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的任意具备数据处理能力的设备的内部存储单元，例如硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是外部存储设备，例如所述设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡（Smart Media Card，SMC）、SD卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步的，所述计算机可读存储介还可以既包括任意具备数据处理能力的设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述任意具备数据处理能力的设备所需的其他程序和数据，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种基于柔性超声探头的光声断层成像方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待测物体经激光激发的光声信号；
获取柔性超声探头阵列的形状函数，在观察视场内根据加权延时求和法重建光声图像，计算光声图像的熵，沿着光声图像的熵梯度下降的方向来优化柔性超声探头阵列的形状函数，得到柔性超声探头各阵元的位置信息；
基于柔性超声探头各阵元的位置信息对待测物体经激光激发的光声信号进行处理，获得待测物体的光声断层图像重建结果；
其中，获取柔性超声探头阵列的形状函数包括：获取柔性超声探头阵列的初始形状函数；将柔性超声探头阵列的初始形状函数等比例缩放至x∈[-1，1]区间，x为柔性超声探头阵列形状任一点的横坐标；
其中，在观察视场内根据加权延时求和法重建光声图像包括：根据等比例缩放后的柔性超声探头阵列相邻两阵元之间的间距，得到等比例缩放前的柔性超声探头阵列的实际长度；基于等比例缩放前的柔性超声探头阵列的实际长度，获取等比例缩放前柔性超声探头阵列第i个阵元的横纵坐标在观察视场内根据加权延时求和法重建光声图像，包括：基于观察视场内点(x，y)到等比例缩放前柔性超声探头阵列第i个阵元/>的距离，得到观察视场内点(x，y)到第i个阵元所需要的延时，得到第i个阵元接收到的观察视场内点(x，y)发出的光声信号，并基于第i个阵元向观察视场内点(x，y)所张角对应的加权因子进行加权求和，得到在观察视场内重建出光声图像；表达式如下：
其中，P0(x，y)表示的是观察视场内点(x，y)的图像强度值，ω(x，y，i)表示的是第i个阵元向观察视场内点(x，y)所张角对应的加权因子，d(i，τ(x，y，i))表示第i个阵元接收到的观察视场内点(x，y)发出的光声信号，τ(x，y，i)表示的是观察视场内点(x，y)到第i个阵元所需要的延时；假设观察视场内声速恒定为c，则有
其中，l(x，y，i)表示的是观察视场内点(x，y)到等比例缩放前柔性超声探头阵列第i个阵元的距离；
所述光声断层成像方法基于柔性超声探头的光声断层成像装置实现，所述装置用于获取待测物体经激光激发的光声信号；所述装置包括：激光器(202)；激光器(202)出射脉冲激光，置于水箱(102)内的待测物体(101)经激光激发出光声信号；待测物体(101)的表面贴附有柔性超声探头(302)，基于外触发模式控制信号采集器(301)采集光声信号；
激光器(202)分别与信号采集器(301)、信号发生器(201)连接；基于标准TTL控制模式将激光器(202)设置为双触发信号，所述信号采集器(301)、信号发生器(201)分别向激光器(202)发送触发信号；
信号采集器(301)与处理器(400)连接，所述处理器(400)用于处理分析光声信号。
2.根据权利要求1所述的基于柔性超声探头的光声断层成像方法，其特征在于，柔性超声探头阵列的初始形状函数包括：
柔性超声探头阵列的初始形状函数由一组同类型的连续函数的线性组合来表示；其中，所有连续函数在横坐标的取值范围内应有正交性。
3.根据权利要求1所述的基于柔性超声探头的光声断层成像方法，其特征在于，将柔性超声探头阵列的初始形状函数等比例缩放至x∈[-1，1]区间，得到等比例缩放后的柔性超声探头阵列的形状函数，表达式如下：
其中，x表示等比例缩放至[一1，1]区间内的柔性超声探头阵列形状任一点的横坐标，y表示柔性超声探头阵列任一点的纵坐标，Gj(x)表示等比例缩放后的柔性超声探头阵列的形状拟合函数的第j个分量，αj表示柔性超声探头阵列的形状拟合函数幅度调节系数，M表示拟合函数的个数。
4.根据权利要求1所述的基于柔性超声探头的光声断层成像方法，其特征在于，计算光声图像的熵包括：
对光声图像进行归一化；
计算归一化后的光声图像的熵S，表达式如下：
式中，P(x，y)为归一化后的光声图像，x、y分别表示观察视场内点(x，y)的横坐标和纵坐标。
5.根据权利要求1所述的基于柔性超声探头的光声断层成像方法，其特征在于，沿着光声图像的熵梯度下降的方向来优化柔性超声探头阵列的形状函数包括：
设定迭代次数，利用沿着光声图像的熵梯度下降的方向来迭代更新柔性超声探头阵列形状拟合函数的幅度调节系数αj，表达式如下：
其中，S为光声图像的熵，αj，t为第t次迭代更新时的第j个幅度调节系数，αj，t+1第t+1次迭代更新时的第j个幅度调节系数，J(·)是梯度法的优化函数。
6.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器与所述处理器耦接；其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现上述权利要求1-5任一项所述的基于柔性超声探头的光声断层成像方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的基于柔性超声探头的光声断层成像方法。
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