【摘 要】
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环形扫描光声层析成像(circular scanning based photoacoustic tomography, CSPAT)是一种使用超声换能器按照环形轨迹收集目标信号,然后采用成像算法将采集的光声数据进行重建的成像方式。在基于该成像方式最常用的重建算法中,反投影算法通常假设超声换能器为“理想点换能器”,计算简单,快速,稳定。但是由于与实验系统使用的非聚焦平面换能器模型失配,导致实际换能
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环形扫描光声层析成像(circular scanning based photoacoustic tomography, CSPAT)是一种使用超声换能器按照环形轨迹收集目标信号,然后采用成像算法将采集的光声数据进行重建的成像方式。在基于该成像方式最常用的重建算法中,反投影算法通常假设超声换能器为“理想点换能器”,计算简单,快速,稳定。但是由于与实验系统使用的非聚焦平面换能器模型失配,导致实际换能器的空间脉冲响应对应的时间延迟与算法中的时间延迟不一致,且算法中没有考虑换能器检测角度的影响,容易出现“有限孔径效应”,降低成像的横向分辨率。
为了解决该问题,本文开展了以下研究:首先针对重建算法中的点换能器和实际探测换能器之间存在的模型失配问题,在算法中采用反向延长虚拟点换能器距离来近似模拟有限尺寸平面换能器的声学发散特性;通过图像像素与换能器的相对坐标计算该像素相对换能器的角度后,在图像重建中利用脉冲响应函数的经验公式补偿由于偏离换能器主轴所造成的检测灵敏度下降;最后通过模拟实验和仿体实验,对改进型算法的可靠性进行了验证。结果表明,应用该改进型算法在保持较快图像重建速度情况下,可以有效补偿时间延迟和信号损失,提高成像的横向分辨率。
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