目的:針對乳腺超聲透射斷層成像,提出一種精確計算超聲波飛行時間（TOF）的方法,用于乳腺聲速圖像的高質(zhì)量重建。方法:利用k-wave平臺設(shè)置超聲透射斷層掃描環(huán)境,獲取兩種不同復(fù)雜度的數(shù)字乳腺體模的掃描數(shù)據(jù),分別使用提出的極值點法及常用的閾值法、過零點法和峰值法計算出TOF,并借助濾波反投影算法重建聲速圖像。結(jié)果:簡單體模的成像實驗表明,利用峰值法計算的TOF難以重建出完整的聲速圖像。復(fù)雜體模的成像實驗表明,利用極值點法計算的TOF重建出的聲速圖像在均方根誤差和結(jié)構(gòu)相似度指數(shù)上均最優(yōu),與閾值法和過零點法相比,極值點法對應(yīng)均方根誤差分別減少了6.32%、1.26%,結(jié)構(gòu)相似度指數(shù)分別增加了3.31%、6.63%。結(jié)論:本研究提出的極值點法能夠精確計算出TOF,有助于乳腺超聲透射斷層成像進行高質(zhì)量的聲速圖像重建。 

【文章來源】：中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2020,37(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

發(fā)射源的波形圖Fig.1Waveformoftheemissionsourcet/μs00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0

中，聲波的TOF用于重建聲速圖像，聲波的衰減系數(shù)用于重建衰減系數(shù)圖像。TOF是聲波穿過組織所需的時間，可以認(rèn)為是聲波在組織中的傳播時間沿著傳播路徑的積分，表示為：ΔT=∫abdl/dv（2）其中，l為聲波在組織中的傳播路徑；v為組織的聲速參數(shù)。0.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.800.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0圖1發(fā)射源的波形圖Fig.1Waveformoftheemissionsourcet/μs幅值Y-軸/mm-40-30-20-10010203040-40-30-20-10010203040X-軸/mm圖2超聲傳播示意圖Fig.2Diagramofultrasoundpropagation第5期高鵬,等.用于乳腺超聲透射斷層成像的飛行時間精確計算方法--553

值法是指確定信號的最大幅值，通過計算獲得接收信號峰值的時間，再與發(fā)射信號峰值的時間做差，差值即為傳播時間。峰值的選取較為簡單，選取接收信號波形中幅值最大的點，但選取的精度與探測器的采樣頻率有很大關(guān)系。若采樣頻率越小，那么采樣間隔就越大，誤差就越大，很難在聲波中得到精確的峰值點。所以可以取接收到的最大值點P1(T1,V1)以及兩個相鄰點P2(T2,V2)、P3(T3,V3)，共3個點，計算出聲波到達t/s00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.03210-1-2-3×10-5圖3超聲傳播參數(shù)提取示意圖Fig.3Diagramofultrasoundpropagationparameterextraction幅值圖4等距扇束掃描示意圖Fig.4Diagramofisometricfanbeamscanning--554中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志第37卷

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于光聲-超聲協(xié)同的多模成像系統(tǒng)[J]. 陶超,項四平.  中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2016(12)
[2]基于超聲醫(yī)學(xué)應(yīng)用的聲傳播的研究[J]. 姚文葦.  中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2014(04)
[3]基于雙閾值比較法超聲波流量計信號處理[J]. 陳潔,余詩詩,李斌,樊辰陽.  電子測量與儀器學(xué)報. 2013(11)
[4]一種高精度超聲波到達時刻的檢測方法[J]. 陳建,孫曉穎,林琳,王波.  儀器儀表學(xué)報. 2012(11)

博士論文
[1]乳腺超聲斷層圖像重建:計算與性能分析[D]. 奧瑪爾.華中科技大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于反向傳播算法的超聲斷層成像重建方法研究[D]. 張值豪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號：3365974