[发明专利]一种磁声耦合成像的电导率重建方法及相关设备

说明书

本发明提供了一种磁声耦合成像的电导率重建方法及相关设备，根据电流密度矢量与电导率之间的对应关系，建立磁声耦合成像模型，并基于所述磁声耦合成像模型得到电流密度矢量与之相配对的电导率为样本对构成的训练数据集，并利用所述训练数据集对预设神经网络模型进行训练，得到训练完成的神经网络，最后通过所述神经网络快速且清晰地重建出电导率分布。在逆问题缺乏显式解的情况下，本发明提供一套基于神经网络重建电导率的方法，为构建出分布复杂、更接近临床情况的电导率图像提供了可靠并高效的方案。针对声耦合成像的样本中边缘较不突出的电导率变化，本发明中所提供的神经网络能准确、快速地重建出电导率分布。

技术领域

本发明涉及磁声成像技术领域，尤其涉及的是一种磁声耦合成像的电导率重建方法及相关设备。

背景技术

感应式磁声成像可以有效的避免低电导率组织的屏蔽效应以及注入电流的安全问题，是多物理场耦合的功能成像技术的标志性进展。因为在实际采集激发出来的磁声信号时，超声探测器的实际带宽、尺寸、数目、探测角度和扫描方式都会影响电导率的重建结果，尽管感应式磁声成像在数值理论上已经在仿真中得到了很好的验证，但是还是很难有效的应用到实际实验中去。

目前基于电导率重建的大多数算法都不能解决重建速度以及重建质量的问题，只能重建出粗糙的边界或者较为明显的分界处，并且重建出的电导率大多数是基于电导率均匀分布的假设，这种边界不连续性在电导率重建过程中就会在电导率梯度处造成奇异值的出现从而使重建中出现伪影。

由于在实际临床实验中，肿瘤的电导率并不是均匀变化的，这使得难以有效的应用到临床中去。或者就目前对于重建电导率的算法，难以清晰的且快速的重建出组织电导率，且针对形状较为任意几何形状、电导率非均匀分布的生物组织的电导率重建尚未有人深入开始研究。

因此，现有技术有待于进一步的改进。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种磁声耦合成像的电导率重建方法及相关设备，克服现有技术中的电导率重建方法无法清晰且快速的重建出电导率的缺陷。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

第一方面，本实施例公开了一种磁声耦合成像的电导率重建方法，其中，包括步骤：

构建磁声耦合成像模型，利用所述磁声耦合成像模型得到训练数据集；其中，所述训练数据集包括电流密度矢量样本数据和与所述电流密度矢量样本数据对应的电导率样本数据；

将所述训练数据集输入预设神经网络，对所述预设神经网络进行训练，得到训练完成的神经网络；

将电流密度矢量原始数据输入训练完成的神经网络，通过训练完成的神经网络得到与所述电流密度矢原始数据对应的电导率分布重建结果。

可选的，所述构建磁声耦合成像模型，利用所述磁声耦合成像模型得到训练数据集的步骤包括：

根据电流密度矢量与电导率之间的对应关系，构建线圈内磁声耦合成像模型；

调整所述磁声耦合成像模型的电导率分布，获取在不同电导率分布对应的所述电流密度分布，将所述电导率样本和其所对应的电流密度分布组成所述电流密度矢量样本数据和电导率样本数据。

可选的，所述调整所述磁声耦合成像模型的电导率分布，获取在不同电导率分布对应的所述电流密度分布的步骤包括：

分别设置在不同形状的目标区域、所述目标区域内含有不同电导率区域分布和/或所述目标区域内含有不同电导率连续变化的情况下，所述磁声耦合成像模型对应的电流密度分布。

可选的，所述构建磁声耦合成像模型，利用所述磁声耦合成像模型得到训练数据集的步骤包括：

根据电流密度矢量与电导率之间的对应关系，构建磁声耦合成像模型；