基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法技术

一种基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法，通过电极向成像目标体注入电流，在成像目标体中产生焦耳热，引起热膨胀，产生注入电流式热声信号：利用超声换能器获取目标体各断层热声信号，根据注入电流式热声声压波动方程，获取目标体每个断层上的热声源分布，利用插值法获取目标体整体的热声源分布；然后对导电物体的电阻率进行空间离散，设定电阻率的初值，根据欧姆定律，利用线性有限元方程重建目标体的矢量电位；再根据热声源和电流密度关系，结合电流连续性定理，获取电阻率所满足的关于热声源与矢量电位的方程，定义目标函数；最后将求解的矢量电位代入目标函数，利用目标函数最小化原则，求解导电物体的电阻率。

Image reconstruction method of injection current thermal acoustic resistivity based on optimized iterative method

An image reconstruction method of current injection type thermoacoustic resistivity optimization iterative method based on current injection to the imaging object through the electrode, the Joule heat in the imaging target, caused by thermal expansion, heat generated injection current acoustic signal acquisition: target the fault thermal acoustic signal using ultrasonic transducer, according to the current injection type the thermoacoustic pressure wave equation, obtain the heat distribution of sound source target each fault, obtain the heat distribution of sound source target body by using interpolation method; then the resistivity of the conductive objects of spatial discretization, initial resistivity, according to Ohm's law, using the vector potential linear finite element equation according to the target of the reconstruction; the heat source and current density, combined with the current continuity theorem, the thermal resistivity of access to meet the sound source and the vector potential equation set Finally, the vector potential is substituted into the objective function, and the resistivity of the conductive object is solved by the principle of minimizing the objective function.

【技术实现步骤摘要】
基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法
本专利技术涉及一种电阻率图像重建方法，特别涉及一种注入电流式电阻率图像重建方法。
技术介绍
由于激励频率的限制，传统电阻抗成像技术的灵敏度和空间分辨率不高。单一场都有其物理局限性，多物理场成像由一种物理场提供分辨率，另一种物理场提供对比度，实现对比度和分辨率的同时提高。电磁场和超声相结合的多物理场成像技术正是考虑到电磁场对人体组织电阻率的高对比度和超声波探测的高分辨率特性，成为人们研究的热点，磁热声成像正是一种新兴的多物理场成像技术。磁热声成像是由新加坡南洋理工大学的Feng在2013年首次提出的新型的电阻抗成像方法，其原理为：通过对导电成像体施加MHz量级的交变磁场，在目标体内部产生感应电场，进而产生焦耳热，激发热弹性的超声信号，检测超声信号进行成像。与微波热声成像相比，允许更低的功率进行高效的成像，并且具有便携式成像的潜力，同时，激励源的频率降低，使得磁场穿透组织更深，也避免的辐射。作为一种新型的多物理场成像方法，2013年Feng利用金属铜仿体，检测到磁热声信号，并得到铜仿体的热声图像，并未进行电阻率图像重建，且生物组织不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法，所述的注入电流式热声电导率图像重建方法基于注入电流式热声成像原理，所述的注入电流式热声成像方法通过电极向成像目标体注入电流，在成像目标体中产生焦耳热，引起热膨胀，产生超声信号，根据检测的超声信号，重建热声源分布和电阻率，其特征在于：所述的基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法为：第一步为获取注入电流式热声信号：利用超声换能器获取目标体各断层热声信号，每个断层扫描一周进行热声信号的检测；第二步根据注入电流式热声声压波动方程，获取目标体每个断层上的热声源分布，利用插值法获取目标体整体的热声源分布；第三步对导电物体的电阻率进行空...

【技术特征摘要】
1.一种基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法，所述的注入电流式热声电导率图像重建方法基于注入电流式热声成像原理，所述的注入电流式热声成像方法通过电极向成像目标体注入电流，在成像目标体中产生焦耳热，引起热膨胀，产生超声信号，根据检测的超声信号，重建热声源分布和电阻率，其特征在于：所述的基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法为：第一步为获取注入电流式热声信号：利用超声换能器获取目标体各断层热声信号，每个断层扫描一周进行热声信号的检测；第二步根据注入电流式热声声压波动方程，获取目标体每个断层上的热声源分布，利用插值法获取目标体整体的热声源分布；第三步对导电物体的电阻率进行空间离散，设定电阻率的初值，根据欧姆定律，利用线性有限元方程重建目标体的矢量电位；第四步根据热声源和电流密度关系，结合电流连续性定理，获取电阻率所满足的关于热声源与矢量电位的方程，定义目标函数；第五步将求解的矢量电位代入目标函数，利用目标函数最小化原则，求解导电物体的电阻率；所述的基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法具体步骤如下：第一步：获取导电物体热声信号激励源(1)通过注入电极A(2)和注入电极B(4)对目标体(3)注入脉冲电流，目标体(3)在电流作用下产生焦耳热，进而产生热膨胀，激发超声信号，超声信号通过耦合剂耦合到超声换能器(5)，超声换能器(5)接收到信号后通过检测系统进行信号的放大、滤波、采集和存储，超声换能器(5)在控制器控制下对目标体进行扫描检测；第二步：求解目标体热声源分布第一步采用注入电极A(2)和注入电极B(4)，向目标体注入电流后，引发热膨胀，激发声信号，检测到声压信号，采用声压信号重建目标体上整体热声源分布；第三步：获取矢量电位根据电流连续性定理，电流的散度为零，引入矢量电位，则有：

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳红，刘国强，夏正武，杨延菊，夏慧，李士强，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11