【摘 要】
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内窥式光声层析成像（Endoscopic Photoacoustic Tomography,EPAT）可为生物腔体组织病变的准确诊断以及指导介入治疗等提供可靠的依据。不同组织成分具有不同的密度和声学特性,因此在图像重建中若假设目标组织具有均匀密度和理想声学特性,不考虑超声波在组织边界处的反射、散射以及传播过程中的衰减,会导致重建图像质量和成像深度的下降。本文的研究目的是针对具有非均匀声学特性的腔体
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内窥式光声层析成像（Endoscopic Photoacoustic Tomography,EPAT）可为生物腔体组织病变的准确诊断以及指导介入治疗等提供可靠的依据。不同组织成分具有不同的密度和声学特性,因此在图像重建中若假设目标组织具有均匀密度和理想声学特性,不考虑超声波在组织边界处的反射、散射以及传播过程中的衰减,会导致重建图像质量和成像深度的下降。本文的研究目的是针对具有非均匀声学特性的腔体组织,研究重建高质量EPAT图像的方法,减少由于超声波的反射和衰减所致的伪影、模糊和失真等问题,提高重建图像的对比度和分辨率。工作主要包括两部分:一是抑制超声波反射所致的伪影,通过求解最小二乘问题得到对不含反射杂波的理想光声信号的近似,进而重建腔体横截面上的光吸收能量分布图。二是通过补偿超声波的衰减提高图像质量,使用Tukey时变窗函数对超声探测器测量的声压信号进行滤波,降低图像重建中的不适定性,然后设计基于超声波衰减模型的时间反演算法,根据滤波后的声压测量值重建腔体横截面上的初始声压分布图。构建含有病变组织的生物腔体计算机仿真模型,进而验证方法的可行性,并通过与忽略超声波反射和衰减的标准图像重建方法、短滞后空间相干法、深度学习方法和奇异值分解法对比,分析本文方法的优势和不足。验证结果表明:采用本文方法可明显提高重建图像的对比度,有效改善图像质量。
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