An image reconstruction method of magneto-acoustic conductivity based on system matrix is presented. The conductivity simulation model is constructed by using the improved CT Shepp-Logan structure model; the magneto-acoustic imaging system matrix is constructed by setting the experimental conditions and the acoustic transducer detection parameters; and the acoustic pressure signal is obtained by using the conductivity simulation model and the magneto-acoustic imaging system matrix. According to the eigenvalues and eigenvectors of the matrix of Magnetoacoustic imaging system, the inverse system matrix is calculated and the reconstructed conductivity distribution image is obtained. The method abandons the eigenvalues and eigenvectors which are greatly affected by noise, makes full use of the eigenvalues and eigenvectors which have good anti-noise characteristics, and improves the solution of the forward and inverse problems of Magnetoacoustic imaging on the basis of the system matrix model. The method of the present invention can also be widely applied to image reconstruction of experimental signals for various acoustic inverse problems.
【技术实现步骤摘要】
一种基于系统矩阵的磁感应磁声电导率图像重建方法
本专利技术涉及一种电导率图像重建方法。特别是涉及一种基于系统矩阵的磁感应磁声电导率图像重建方法。
技术介绍
磁感应磁声成像的基本原理是将待检测组织置于一稳恒磁场中,同时外加相同方向的频率为超声波段的脉冲变化磁场,根据麦克斯韦方程电磁理论,变化的磁场(可以为阶跃磁场或脉冲磁场)在存在电导率的组织内部产生感应电流,在静磁场的作用下,感应电流在垂直方向受到洛仑兹力的作用从而激发组织局部粒子发生振动,振动的频率与时变磁场的频率相同。该振动由成像物体内部向外传播,产生包含成像物体电磁特性的超声信号。在组织周围用声换能器检测接收超声信号,该超声信号携带了组织的电特性信息,可以通过重建算法重建出反映组织病理生理功能变化的电导率分布图像。其目的是,在组织密度发生改变之前的电特性(电导率)变化进行检测,从而为疾病尤其是肿瘤的早期诊断提供依据。磁声耦合成像技术将阻抗成像技术与超声成像技术结合起来,发挥两种成像技术的长处,主要体现在磁场激励不会受到体表的低电导率组织影响,屏蔽效应小,重建图像具有较高的对比度和分辨率。目前该技术已经成为功能成像领域一个新的研究热点。在磁声成像中,磁场、感应涡电流及声压是时间和空间的函数,根据生物组织中电场磁场声场的机电耦合机制,声压分布由如下波动方程表示:其中cs是声在组织中传播的速度,p(r,t)是声压场的时空分布,J(r,t)是感应涡流密度,r为无界空间中的任一点,是声振源。可以从上述波动方程式得出,在已知稳恒磁场和激励电压的情况下,对于一定电导率分布的成像体,声源分布与组织的电导率分布有关,而 ...
【技术保护点】
1.一种基于系统矩阵的磁感应磁声电导率图像重建方法,其特征在于,包括如下步骤:1)用改进的CT Shepp–Logan结构模型构建电导率仿真模型;2)根据实验条件设置和声换能器检测参数,构建磁感应磁声成像系统矩阵;3)基于步骤1)的电导率仿真模型和步骤2)的磁感应磁声成像系统矩阵,获取超声声压信号;4)求解步骤2)构建的磁感应磁声成像系统矩阵的特征值和特征向量;5)根据步骤4)获得的磁感应磁声成像系统矩阵的特征值和特征向量,计算逆系统矩阵,并获得重建电导率分布图像。
【技术特征摘要】
1.一种基于系统矩阵的磁感应磁声电导率图像重建方法,其特征在于,包括如下步骤:1)用改进的CTShepp–Logan结构模型构建电导率仿真模型;2)根据实验条件设置和声换能器检测参数,构建磁感应磁声成像系统矩阵;3)基于步骤1)的电导率仿真模型和步骤2)的磁感应磁声成像系统矩阵,获取超声声压信号;4)求解步骤2)构建的磁感应磁声成像系统矩阵的特征值和特征向量;5)根据步骤4)获得的磁感应磁声成像系统矩阵的特征值和特征向量,计算逆系统矩阵,并获得重建电导率分布图像。2.根据权利要求1所述的一种基于系统矩阵的磁感应磁声电导率图像重建方法,其特征在于,步骤1)包括:将由10个不同椭圆构成的改进的CTShepp–Logan结构模型的将最外层椭圆去除,形成由9个大小和偏向角各不相同的椭圆的几何模型,将每一个椭圆的CT值修改为相应的电导率值,构成用于磁感应磁声成像研究的电导率仿真模型。3.根据权利要求1所述的一种基于系统矩阵的磁感应磁声电导率图像重建方法,其特征在于,步骤2)包括:将若干个用于接收脉冲超声源信号的声换能器均匀分布在一个圆环上,将实施区域的所有声源点都置于所述的圆环内,采用点源脉冲响应法,分别对每一个声源点施加脉冲超声源,每对一个声源点...
【专利技术属性】
技术研发人员:马任,刘志朋,殷涛,
申请(专利权)人:中国医学科学院生物医学工程研究所,
类型:发明
国别省市:天津,12
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