[发明专利]小尺度下热声成像的反卷积重建法

说明书

技术领域

本发明属于热声成像技术领域，具体为一种小尺度下热声成像的反卷积重建法。

技术背景

热声成像是一种新近迅速发展起来的无损医学成像方法^[1～3]。在生物组织的热声成像中，一束短脉冲的电磁波(通常是微波或激光)^[3～5]照射到组织上，组织快速吸收电磁波能量并膨胀，从而在空气中产生压力波。该压力波叫做热声波，通常是一种超声波，它携带了组织对电磁波吸收的分布特性。使用超声换能器在组织周围扫描探测热声波，然后基于相应的算法^[4～8]就可以重建出组织内部的电磁波吸收系数的分布图像。这个过程就是热声成像。热声成像也可被称为光声成像，习惯上如果电磁波是远红外光或微波则被称为热声成像，如果是可见光或近红外光则被称为光声成像^[9]。热声成像可被应用于探测组织内部血管分布^[10，11]、对组织内血管特征进行测定^[3，12]等。因此热声成像在肿瘤检测方面有很大的应用价值^[10]，可以为肿瘤检测提供高对比度的成像^[13]。

热声成像技术的关键问题是如何通过探测到的热声波重建出组织内电磁波吸收系数的分布，即成像算法。Kruger等提出了三维和二维下的滤波反投影成像算法^[2，4]。Wang等提出了三维和二维下的时域重建法、频域重建法^[5-7]。Kstli等提出了二维的频域上的快速近似算法^[8]。

本发明针对超声换能器做圆球面扫描探测的情况，提出了一种三维下的基于反卷积的热声成像算法：反卷积重建法。对于小尺度下的热声成像问题，反卷积重建法是一种快速有效的算法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种快速有效的、小尺度下热声成像的反卷积重建法。

本发明提出的一种小尺度下热声成像的反卷积重建法，具体步骤为：根据在圆周面上扫描的超声换能器探测到的声压函数p(r₀，t)，构造出一个新函数B(r)；B(r)经三维傅里叶变换得到基于反卷积方法由计算出经三维反傅里叶变换得到A′(r)；A′(r)的关于原点对称的函数就是电磁波吸收系数分布A(r)。

下面对各步骤作进一步具体描述。

假定电磁波脉冲均匀地照射在样品组织上，电磁波脉冲函数为阿I(t)，样品的电磁波吸收系数分布为A(r)，在空间r处产生的声压p(r，t)为^[2，4，5]：