基于有限尺寸平面换能器的光声层析成像重建算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于有限尺寸平面换能器光声层析成像重建算法。在现有的光声层析成像重建算法中，所用的平面超声换能器通常被当做理想点换能器或无限尺寸平面换能器，但是，由于光声层析成像中的大多数超声换能器的平面尺寸是有限的，所以偏离中心的目标将使上述两种重建模型成像的切线方向上模糊。本发明专利技术提出的一种基于有限尺寸平面换能器的光声层析成像重建算法，相对于现有的算法，其通过延长反投影距离来匹配探头尺寸，因此有效快速地恢复有限尺寸平面换能器光声层析成像图像的切向畸变，改善其切向分辨率，从而得到全方位的高分辨光声层析成像结果。

【技术实现步骤摘要】
基于有限尺寸平面换能器的光声层析成像重建算法
本专利技术涉及光声层析成像
，具体地涉及一种基于有限尺寸平面换能器的光声层析成像重建算法。
技术介绍
光声计算机层析成像技术是近年来发展迅速的一种成像对比度高、对人体伤害小的医学成像技术。二维环形扫描是光声层析成像中最常见的实现方式之一，已广泛应用于小动物脑血管网络的可视化，裸鼠肿瘤检测和人类手指关节结构的成像。在这种扫描模式下，通常采用平面图传感器来执行围绕成像目标的环形扫描(或者存在环形阵列以避免环形机械扫描)。光声层析成像(CSPAT)系统设计的诸多考虑因素包括光学照明，系统小型化，成本较低，采集时间较少以及成像对象的几何约束条件等，图像质量和空间分辨率仍然是最重要的优先事项；一方面，超声换能器的分布和特性在CSPAT中获得的图像的空间分辨率中起关键作用，为了确保换能器在CSPAT所需位置收集到图像域中的所有超声源，通常采用大孔径或宽接收角度的传感器，其尺寸为毫米级。另一方面，CSPAT中的大多数重建算法，例如传统的反投影算法，都假定超声换能器是理想点或无限尺寸，在这种情况下，重建算法中有限的换能器尺寸与上述两种重建模型近似之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于有限尺寸平面换能器的光声层析成像重建算法，其特征在于，包括以下步骤：1)将成像目标固定在环形超声换能器阵列中，环形超声换能器阵列与成像目标之间充满介质水；2)激光器输出激光脉冲，使激光脉冲均匀照射成像目标，激发成像目标产生超声脉冲信号；3)环形超声换能器阵列中的各个实际超声换能器同时开始记录到达实际超声换能器的超声脉冲信号，且将超声脉冲信号转化成电信号，通过信号发生接收器将接收到的电信号进行放大，并传输到数据采集系统进行电信号采集；对采集的电信号进行处理，得出基于有限尺寸平面换能器的光声层析成像重建算法的重建图形；4)应用反投影算法计算成像目标图像

【技术特征摘要】
1.一种基于有限尺寸平面换能器的光声层析成像重建算法，其特征在于，包括以下步骤：1)将成像目标固定在环形超声换能器阵列中，环形超声换能器阵列与成像目标之间充满介质水；2)激光器输出激光脉冲，使激光脉冲均匀照射成像目标，激发成像目标产生超声脉冲信号；3)环形超声换能器阵列中的各个实际超声换能器同时开始记录到达实际超声换能器的超声脉冲信号，且将超声脉冲信号转化成电信号，通过信号发生接收器将接收到的电信号进行放大，并传输到数据采集系统进行电信号采集；对采集的电信号进行处理，得出基于有限尺寸平面换能器的光声层析成像重建算法的重建图形；4)应用反投影算法计算成像目标图像处的像素点对应的第i个实际超声换能器Pi的信号值Si(t)，则成像目标图像处像素点的图像值等于环形超声换能器阵列中的各个实际超声换能器的收到处像素点的信号值的叠加，即其中，实际超声换能器距离成像目标为R，收到的超声脉冲信号所需时间为t，成像目标图像处的像素点与第i个实际超声换能器Pi的距离为R(x,y,Pi)，成像目标图像处的像素点对应的第i个实际超声换能器Pi的信号值Si(R(x,y,Pi)/v)，v为超声在介质中的传播速度；5)设置虚拟超声换能器与实际超声换能器之间的距离值为L，图像处的像素点距离虚拟超声换能器的距离为R′＝R+L，则处像素点的图像值等于各个虚拟超声换能器收到处像素点的信号值的叠加，即其中，图像处的像素点距离第i个虚拟超声换能器Pi′的距离为R′(x,y,Pi′)，成像目标图像处的像素点对应的实际超声换能器Pi的信号值变为Si[(R′(x,y,Pi′)-L)/v]；6)将图像处的像素点与第i个虚拟超声换能器Pi′的距离的极坐标转换成直角坐标,则式(2)变为：其中，R是实际超声换能器扫描轨迹的直径，N是实际超声换能器的数量，Si(t)是由第i处实际超声换能器接收的信号值，θi是第i个实际超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖嘉莹，王波，彭宽，朱自强，肖梦迪，苏天宁，魏宁宁，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43