[发明专利]使用超声波波形断层成像的组织成像和分析有效
申请号: | 201680062053.3 | 申请日: | 2016-09-01 |
公开(公告)号: | CN108348221B | 公开(公告)日: | 2021-02-19 |
发明(设计)人: | 古尔沙兰·辛格·桑迪胡;内博伊沙·杜里奇;李翠萍;奥利维尔·罗伊;埃里克·韦斯特 | 申请(专利权)人: | 戴尔菲纳斯医疗科技公司 |
主分类号: | A61B8/08 | 分类号: | A61B8/08;A61B8/13;G06T11/40 |
代理公司: | 北京安信方达知识产权代理有限公司 11262 | 代理人: | 郑霞 |
地址: | 美国密*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 使用 超声波 波形 断层 成像 组织 分析 | ||
1.一种分析组织体积的计算机实现的方法,包括:
从换能器接收一组声信号,所述一组声信号来源于通过所述组织体积传输的声波波形,
其中所述换能器包括被配置成围绕所述组织体积的超声发射器阵列和超声接收器阵列,其中一超声发射器/接收器对包括所述超声发射器阵列中的一个超声发射器和与之配对的所述超声接收器阵列中的一个超声接收器;
生成表征声音衰减的声速模型以表示跨所述组织体积的区域的声速分布;
对于每个所述超声发射器/接收器对,从所述声信号组提取一组频率分量,其中所述提取包括对所述声波波形应用时域窗口、计算傅里叶变换并选择期望的频率分量;
根据频率分量和所述声速模型生成模拟波场;
针对所述一组频率分量中的每一个频率分量,相对于所述模拟波场迭代地细化所述声速模型的值,直到满足阈值条件,从而产生所述声速模型的最终值;
从所述声速模型的所述最终值计算一衰减表示;以及
基于所述衰减表示来描绘所述组织体积的一个或多个衰减图像。
2.根据权利要求1所述的方法,
其中生成所述模拟波场包括根据表达为下式的亥姆霍兹运算对通过所述组织体积传输的声波的传播进行建模
其中为拉普拉斯算子,并且为亥姆霍兹算子,包括ω作为频率分量,c作为所述声速模型,u作为所述频率分量ω在所述换能器的位置r处获得的预期数值波场,以及s作为所述换能器的空间超声源。
3.根据权利要求1所述的方法,其中生成所述声速模型包括在不考虑平面外的声波波形散射的情况下,生成与通过所述组织体积的一组冠状片段相关联的一组声学机械参数片段。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述声音衰减为介质的固有衰减。
5.根据权利要求1所述的方法,
其中所述声速模型表示为c=cR+icI,
其中cR为对应于相速度的实部,并且cI为与所述声音衰减成比例的虚部。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述迭代地细化包括应用误差成本函数的梯度,该误差成本函数包括所述模拟波场与给定波场之间的差异。
7.根据权利要求6所述的方法,
其中所述应用被表示为
其中c2为所述声速模型的更新值,c1为所述声速模型的当前值,β为步长,为所述误差成本函数的所述梯度,并且ω为所述一组频率分量中的一个频率分量。
8.根据权利要求6所述的方法,其中所述迭代地细化包括:
对所述一组频率分量中的一个频率分量的实部应用所述梯度以获得所述实部的值;
使用实部的所述值,对所述一个频率分量的虚部应用所述梯度;以及
转到所述一组频率分量中的另一个频率分量。
9.根据权利要求6所述的方法,其中所述迭代地细化包括:
对所述一组频率分量中每一个频率分量的所述实部应用所述梯度以获得所述实部的值;以及
使用实部的所述值,对所述一组频率分量中每一个频率分量的所述虚部应用所述梯度。
10.根据权利要求1所述的方法,其中在对较高频率分量执行所述迭代地细化之前,对较低频率分量执行所述迭代地细化。
11.根据权利要求1所述的方法,还包括:
将迭代的总次数分配给所述频率分量组,
其中,对所述频率分量中的每一个,执行分配给所述频率分量的迭代次数的所述迭代地细化。
12.根据权利要求11所述的方法,其中分配给所述频率组中较低频率的迭代次数不小于分配给所述频率组中较高频率的次数。
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