[發(fā)明專利]基于先驗(yàn)反射成像的超聲CT聲速成像的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910056971.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109875606B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈曉磊;姚子升;樊尚春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B8/08
• 分類號(hào): A61B8/08;A61B6/03
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于先驗(yàn)反射成像的超聲CT聲速成像的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.將壓電超聲換能器陣列環(huán)繞目標(biāo)體，一并放入其中容納有介質(zhì)水的水箱中，獲取壓電超聲換能器陣列接收的原始數(shù)據(jù)，所述原始數(shù)據(jù)包括各壓電超聲換能器從水箱內(nèi)的介質(zhì)水接收的第一組數(shù)據(jù)，和各壓電超聲換能器從目標(biāo)體的待測(cè)區(qū)域內(nèi)的待測(cè)介質(zhì)接收的第二組數(shù)據(jù)；

S2：利用步驟S1中所獲取的原始數(shù)據(jù)，采用合成孔徑的方法進(jìn)行反射成像，得到分辨率較高的反射圖像，據(jù)此獲取介質(zhì)水所占據(jù)的區(qū)域的位置；

S3：分別提取各壓電超聲換能器接收第一組數(shù)據(jù)和第二組數(shù)據(jù)的最早接收時(shí)間，通過(guò)對(duì)應(yīng)作差，獲得行程時(shí)間差異圖；

S4：將目標(biāo)體的待測(cè)區(qū)域離散化為N×N個(gè)網(wǎng)格，利用雙線性插值法得到系數(shù)投影矩陣L，矩陣的元素L_ij代表第j個(gè)像素對(duì)第i條路徑上各點(diǎn)的聲速值的貢獻(xiàn)，建立含N×N個(gè)未知數(shù)的線性方程組模型Ls＝T，其中，T為步驟S3中獲得的行程時(shí)間差異圖向量化的結(jié)果；s為待測(cè)介質(zhì)的待求聲速的倒數(shù)值；

S5：結(jié)合步驟S2中所獲取的介質(zhì)水所占據(jù)的區(qū)域的位置，對(duì)介質(zhì)水所在區(qū)域直接設(shè)定其聲速值為定值，并利用全變差正則化方法對(duì)步驟S4中建立的線性方程組模型進(jìn)行求解，得到待測(cè)區(qū)域的聲速的重建結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，介質(zhì)水所占據(jù)的區(qū)域的位置位于反射圖像輪廓的外部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S5具體為：

將線性方程組模型轉(zhuǎn)化為最優(yōu)化問(wèn)題，并利用偽牛頓法進(jìn)行求解，公式如下：

其中，F(xiàn)(s)為最優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)，λ是可以人為調(diào)整的正則化參數(shù)，TV(s)為全變差正則化項(xiàng)，i代表行，j代表列，為橫向的梯度值，為縱向的梯度值，

其中，結(jié)合步驟S2中所獲取的介質(zhì)水所占據(jù)的區(qū)域的位置，對(duì)介質(zhì)水所在區(qū)域直接設(shè)定其聲速值，然后調(diào)整正則化參數(shù)λ，使待測(cè)區(qū)域的聲速的重建結(jié)果較優(yōu)。