[发明专利]一种非迭代的超声CT温度重建方法

摘要

本发明公开了一种非迭代的超声CT温度重建方法，包括以下步骤将重建问题抽象成矩阵方程，构造代价方程，利用非最小化最优化方法求解代价方程，根据声速重建温度分布。本发明有益效果创新性的引入了非最小化最优化算法，使用特征值和特征根计算代替了传统的迭代算法，方法简单，计算量小，实用性强。利用本算法可以实现空气温度的远程测量，重建出温度分布图像，可以广泛应用于医学、工业等方面的非接触式测量。

主权项

一种非迭代的超声CT温度重建方法，其特征是，包括以下步骤：第一步：设定路径为Γi，c(x，y)为超声波在点(x，y)处的速度矢量，构建超声波沿路径传播时间的时间方程；第二步：把被测区域划分成m个方格，以每个方格作为测量的基本单位，根据路径在每个方格的长度以及超声波在对应方格中的传播速度，将时间方程离散化，得到超声波沿路径离散化的传播时间；m≥1；第三步：分别计算所有路径下超声波沿路径离散化的传播时间，得到传播时间矩阵方程；第四步：确定传播时间矩阵方程中的未知矩阵U，利用传播时间矩阵方程构造代价方程，所述代价方程满足：使代价方程最小的解即为传播时间矩阵方程中未知矩阵U的最优化解；第五步：构造估算方程，利用非最小化最优化的方法求出代价方程的解，即未知矩阵的最优化解，利用未知矩阵的最优化解求出速度矩阵；所述非最小化最优化的方法具体为：利用求解参数矩阵最小特征根和特征向量的方法求解声速矩阵；求解代价方程的具体方法为：将代价方程写成如下形式：J=UT(1nΣi=1nwiTwi)U=U·MU]]>其中参数矩阵为了使J→0，使用估算方程：MU＝λU由于W中含有噪声，M的秩总是大于m，M的最小特征值λ对应的最小特征根U，视为代价方程J的非最小化最优化解；当求得U之后，声速的矩阵C即可解出；第六步：根据温度分布与超声波速度之间的关系，利用时间矩阵方程的最优化解，求得温度分布。