濾波平均反投影迭代重建算法以及流體光聲圖像測(cè)速技術(shù)探索.pdf

1、光聲成像技術(shù)是近十幾年來(lái)逐步發(fā)展成熟的一項(xiàng)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。該技術(shù)以脈沖激光作為激勵(lì)源，以激發(fā)的超聲信號(hào)作為信息載體，能夠通過(guò)對(duì)超聲信號(hào)的采集，重建出組織的光吸收分布信息。該技術(shù)融合了純光學(xué)成像技術(shù)的高對(duì)比度和純聲學(xué)成像的高分辨率的優(yōu)點(diǎn)，為研究生物組織的結(jié)構(gòu)和功能信息等提供了重要手段。該技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，已逐漸成為國(guó)際醫(yī)學(xué)影像技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 成像重建算法是光聲成像技術(shù)的重要組成部分，對(duì)于不同的信號(hào)采集

2、方式應(yīng)該有其對(duì)應(yīng)的成像重建算法。成像算法的精確性和便捷性是成像技術(shù)追求的目標(biāo)。目前在寬視場(chǎng)光聲成像領(lǐng)域，濾波反投影重建算法深受大家青睞，特別在數(shù)據(jù)完備的情況下，利用濾波反投影重建算法能夠重建出信噪比較好的光聲圖像。然而在多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中需要進(jìn)行有限角度掃描，一個(gè)典型的例子就是利用光聲成像技術(shù)對(duì)早期乳腺癌進(jìn)行檢測(cè)。在有限角度掃描的情況下，迭代重建算法能夠克服數(shù)據(jù)不完全所引起的偽影，因此能夠很好地提高圖像信噪比，重建出較理想的光聲圖像，然而迭

3、代算法需要對(duì)每一條掃描弧線進(jìn)行多次迭代，相對(duì)于濾波反投影算法，迭代算法會(huì)大大增加計(jì)算時(shí)間，不利于該算法在臨床中的推廣應(yīng)用。在本文的第二部分，提出濾波平均反投影算法，并用其投影重建的結(jié)果作為迭代的初始條件，從而大大減少了迭代的次數(shù)，縮短了迭代計(jì)算的時(shí)間。使得線性陣列探測(cè)器在有限角度掃面方面更具有優(yōu)勢(shì)。
　　 近幾年來(lái)隨著多元技術(shù)的成熟，實(shí)時(shí)快速光聲成像技術(shù)也得到不斷發(fā)展。本文借助并行信號(hào)采集系統(tǒng)，對(duì)線性陣列探測(cè)器64個(gè)通道的信號(hào)進(jìn)

4、行并行采集和傳輸，實(shí)現(xiàn)了線性陣列探測(cè)器的快速光聲成像，達(dá)到對(duì)移動(dòng)物體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)流場(chǎng)中移動(dòng)的標(biāo)記物進(jìn)行實(shí)時(shí)成像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了流場(chǎng)的流動(dòng)顯示。重建的光聲圖像是以時(shí)間為序列的一系列光聲圖像。這些圖像記錄了不同時(shí)刻視場(chǎng)中的變化信息。通過(guò)測(cè)量每一幅圖像中移動(dòng)粒子的位置變化信息，就能夠做到對(duì)移動(dòng)粒子進(jìn)行測(cè)速的目的，進(jìn)而提出圖像測(cè)速的概念。本文首次將圖像測(cè)速引入光聲成像領(lǐng)域，拓展了快速光聲成像技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　 由于光聲圖像測(cè)速技術(shù)