基于高度聚焦换能器特性的前向模型用于超声计算机断层扫描的三维全波形反演
摘要：基于三维全波形反演的环形阵列超声计算断层摄影术 (USCT) 是一种新兴的医学成像模式，对改善人类健康具有巨大的潜力。全波形反演方法考虑到相关的波动物理学，可以产生高空间分辨率的乳腺组织声学特性图像。实用的USCT设计采用由仰角聚焦超声换能器组成的圆环阵列，通过将圆环阵列在成像平面上正交传动来实现体积成像。常用的逐层重建方法通过堆叠为圆环阵列的每个位置重建的二维图像来重建三维体积。逐层重建方法的局限性在于它不考虑三维波传播物理学和换能器的聚焦特性，这可能导致显著的图像伪影和不准确性。当使用仰角聚焦传感器时，需要在正向模型中包含传感器的聚焦特性的数值描述，以进行三维图像重建。为了解决这个问题，开发了一个三维计算模型来描述仰角聚焦传感器，以便在基于圆环阵列的USCT中部署三维全波形反演的重建方法。通过对超声脉冲（发射机模式）和记录信号（接收机模式）应用空间变化的时间延迟来实现聚焦。提出的数值传感器模型经过定量验证，并在计算机模拟研究中应用于图像重建，展示了它在环形阵列USCT中的应用。
作者：Fu Li, Umberto Villa, Nebojsa Duric, Mark A. Anastasio
论文ID：2301.07787
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-01-20