【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于模型的图像重建方法
本专利技术涉及一组适用于例如超声成像的基于模型的图像重建方法。本专利技术还涉及一种用于执行该方法的成像设备。
技术介绍
脉搏波成像应用(例如,超声(US)成像应用)可以用于各种
在医学应用中,用于观察内部身体结构,例如,肌腱、肌肉、关节、血管和内部器官。然而,脉搏波成像技术也广泛应用于医疗领域之外。超声波的一个商业用途是无损检测(NDT),即在不破坏零件或系统的适用性的情况下,检查、测试或估计材料、部件或组件的不连续性或特性差异的过程。换言之,当检查或测试完成后,零件仍可使用。无损检测的一个示例是油管。在这种情况下,超声波用于沿管道向下传播,并且以这种方式,可以检测是否存在作为脉冲反射的裂缝或缺陷。通过了解管道中的波的速度以及从裂缝反射到发送波之间的时间间隔,可以估计缺陷的位置。用于管道裂缝检测的相同理论可用于检测飞机结构/机翼面板等的裂缝,并检测例如机翼表面上的结冰。脉冲波成像当然还有许多其他可能的NDT应用。脉搏波成像因其安全性、便携性和实时性而广受欢迎。传统的US成像使用多个聚焦的时间分离的传输光束沿着扫描线重建图像。因此,帧速率受到聚焦发射波束数量的限制,每秒不能超过几十个图像。虽然这种帧速率对于许多应用来说已经足够了,但是更复杂的现象的理解(例如,用于弹性成像的剪切波的传播)需要更高的帧速率。克服这一限制的一种方法是尽可能减少发射波束的数量。合成孔径(SA)方法试图通过仅使用几个换能器元件依次声穿透整个介质来克服这个问题。另一种选择是超快US(UFUS)成像,
【技术保护点】
1.一种脉搏波图像重建方法,包括:/n·通过一组传输元件(13)将一组脉冲波传输(21)到要至少部分重建的对象;/n·通过一组传感器(13)从对象接收(23)一组反射回波波形,所述反射回波波形的特征在于在包括反射率网格点的反射率网格上定义的一组反射率值,所述一组回波波形定义在包括测量网格点的测量网格上定义的一组测量值;/n·定义(25)逆问题,用于通过测量模型从这组测量值获得一组反射率值估计;/n·将所述逆问题表示(27)为涉及包括数据差异项的目标函数的优化问题;/n·将优化问题表示(27)为涉及数据差异项贡献的方程组;/n·通过在方程组中执行迭代,直到达到给定的收敛阈值,来获得(29)这组反射率值估计,至少一些迭代至少涉及一组测量网格点中每个测量网格点的测量值估计和一组反射率网格点中每个反射率网格点的反射率值估计;/n所述方法的特征在于,获得方程组中的贡献包括:/n·从测量模型获得这组测量网格点中的每个测量网格点的测量值估计,包括:/n·生成(71)每个传输元件-传感器路径的一组反射率参数方程,其定义了包括超曲面反射率值的一组反射率超曲面;/n·在这组反射率超曲面中的每个反射率超曲面 ...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170823 EP 17187412.61.一种脉搏波图像重建方法,包括:
·通过一组传输元件(13)将一组脉冲波传输(21)到要至少部分重建的对象;
·通过一组传感器(13)从对象接收(23)一组反射回波波形,所述反射回波波形的特征在于在包括反射率网格点的反射率网格上定义的一组反射率值,所述一组回波波形定义在包括测量网格点的测量网格上定义的一组测量值;
·定义(25)逆问题,用于通过测量模型从这组测量值获得一组反射率值估计;
·将所述逆问题表示(27)为涉及包括数据差异项的目标函数的优化问题;
·将优化问题表示(27)为涉及数据差异项贡献的方程组;
·通过在方程组中执行迭代,直到达到给定的收敛阈值,来获得(29)这组反射率值估计,至少一些迭代至少涉及一组测量网格点中每个测量网格点的测量值估计和一组反射率网格点中每个反射率网格点的反射率值估计;
所述方法的特征在于,获得方程组中的贡献包括:
·从测量模型获得这组测量网格点中的每个测量网格点的测量值估计,包括:
·生成(71)每个传输元件-传感器路径的一组反射率参数方程,其定义了包括超曲面反射率值的一组反射率超曲面;
·在这组反射率超曲面中的每个反射率超曲面上集成(77)超曲面反射率值,以获得各个测量网格点的测量值估计;
·从测量模型的伴随算子中获得这组反射率网格点中的每个反射率网格点的反射率值估计,包括:
·生成(83)每个传输元件-传感器路径的一组测量参数方程,其定义了包括超曲面测量值的一组测量超曲面;
·在这组测量超曲面中的每个测量超曲面上集成(89)超曲面测量值,以获得各个反射率网格点的反射率值估计。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述一组传输元件中的每个传输元件(13)被认为是一组传输点源,而所述一组传感器中的每个传感器(13)被认为是一组接收点源。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,在集成超曲面反射率值之前,所述方法还包括:
·离散(73)这组反射率超曲面中的每个反射率超曲面,以获得超曲面反射率值;
·插值(75)离散的超曲面反射率值,以基本上与反射率网格点一致。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在集成超曲面测量值之前,所述方法还包括:
·离散(85)这组测量超曲面中的每个测量超曲面,以获得超曲面测量值;
·插值(87)离散的超曲面测量值,以基本上与测量网格点一致。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述数据差异项被表示为正泛函,估计所述一组测量网格点中的每个测量网格点的测量值和测量值估计之间的距离。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述正泛函是正可微泛函。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述目标函数被表示为所述数据差异项和至少一个图像先验项的组合,所述图像先验项包括关于反射率值的先验信息。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述至少一个图像先验项被表示为给定模型中的这组反射率值估计的表示的幂p的lp范数,为向量定义该lp范数,作为其中,表示实数空间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:阿德里安·贝松,迪米特里斯·佩迪欧斯,马塞尔·阿尔迪蒂,让菲利普·蒂兰,
申请(专利权)人:洛桑联邦理工学院,
类型:发明
国别省市:瑞士;CH
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