本申請涉及超聲，特別是涉及一種超聲ct稀疏重建方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、超聲ct是指根據(jù)物體周圍的超聲散射波(包括反射波和透射波)反演物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像的計(jì)算斷層成像技術(shù)。目前超聲ct成像主要有透射型和反射型兩種。超聲ct是一個(gè)超聲與組織相互作用的復(fù)雜過程，其中與組織密度特征，組織結(jié)構(gòu)特征，聲速變化，超聲衰減等許多因素密切相關(guān)，并涉及到超聲的反射、透射、散射等過程。與x射線計(jì)算機(jī)層析成像、磁共振成像和傳統(tǒng)的b型超聲成像等其他成像技術(shù)相比，具有無創(chuàng)性、無輻射及低成本等優(yōu)勢。

2、在透射型超聲ct的空間采樣方面，現(xiàn)有技術(shù)采用環(huán)形或其他半封閉形(如碗狀、半球形等)超聲陣列，都要求圍繞成像目標(biāo)不斷地旋轉(zhuǎn)發(fā)射器和接收器來得到不同方向上的超聲波，從而檢測超聲波的能量衰減和信號渡越時(shí)間等聲學(xué)信息。目前大都集中在多通道高速并行采集模塊的全空間采樣。目前的超聲計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)通常具有較多的數(shù)據(jù)采集通道，換能器含有較多的陣元數(shù)目，單個(gè)陣元聲學(xué)信號接收角度過低，造成硬件成本，包括超聲換能器陣元數(shù)目和并行高速采樣模塊要求較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請的目的是提供一種超聲ct稀疏重建方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品，可降低硬件實(shí)現(xiàn)成本，在有限寬度的成像區(qū)域內(nèi)采用更少的陣元數(shù)量實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖像重建。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝巳缦路桨福?/p>

3、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N超聲ct稀疏重建方法，所述超聲ct稀疏重建方法包括：

4、控制超聲陣列中的若干個(gè)第一陣元發(fā)射超聲信號；其中，所述超聲陣列中的各個(gè)陣元之間的間距滿足空間稀疏采樣定理；

5、控制超聲陣列中的若干個(gè)對向陣元通過空間稀疏采樣的方式接收透射超聲信號；所述對向陣元為與所述第一陣元對向的陣元；所述透射超聲信號為所述超聲信號透過成像目標(biāo)之后的信號；所述對向陣元的開啟數(shù)量是根據(jù)成像目標(biāo)的大小和單個(gè)陣元的波束聲場確定的；

6、利用壓縮感知重建算法，對透射超聲信號處理，得到重建成像目標(biāo)；所述壓縮感知重建算法的稀疏系數(shù)是通過投影測量矩陣得到的；所述投影測量矩陣是基于程函方程構(gòu)建的。

7、可選地，所述控制超聲陣列中的若干個(gè)對向陣元通過空間稀疏采樣的方式接收透射超聲信號，具體包括：

8、通過復(fù)用通道的方法控制超聲陣列中的若干個(gè)對向陣元通過空間稀疏采樣的方式接收透射超聲信號。

9、可選地，所述投影測量矩陣為：

10、

11、其中，δ(t-t)是信號在t-t時(shí)刻的空間脈沖響應(yīng)函數(shù)，a(t)x為對應(yīng)的投影測量矩陣，t是發(fā)射陣元到空間點(diǎn)x的傳播時(shí)間，c是聲速，超聲傳播速度。

12、可選地，所述利用壓縮感知重建算法根據(jù)所述透射超聲信號重建成像目標(biāo)，具體包括：

13、利用壓縮感知重建算法根據(jù)所述透射超聲信號求解稀疏系數(shù)；

14、根據(jù)所述稀疏系數(shù)構(gòu)建超聲斷層方向二維聲速分布圖和二維聲衰減圖。

15、可選地，所述利用超聲陣列中的若干個(gè)第一陣元發(fā)射超聲信號，具體包括：

16、控制超聲陣列中的一個(gè)第一陣元發(fā)射超聲信號；或者

17、控制超聲陣列中的第一數(shù)量的第一陣元以合成孔徑方式發(fā)射超聲信號；所述第一數(shù)量大于一個(gè)。

18、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N超聲ct稀疏重建裝置，所述超聲ct稀疏重建裝置包括：超聲陣列和控制器；

19、所述超聲陣列中設(shè)置有若干個(gè)陣元；其中，各個(gè)所述陣元之間的間距滿足空間稀疏采樣定理；

20、所述控制器用于：

21、控制超聲陣列中的若干個(gè)第一陣元發(fā)射超聲信號；其中，所述超聲陣列中的各個(gè)陣元之間的間距滿足空間稀疏采樣定理；

22、控制超聲陣列中的若干個(gè)對向陣元通過空間稀疏采樣的方式接收透射超聲信號；所述對向陣元為與所述第一陣元對向的陣元；所述透射超聲信號為所述超聲信號透過成像目標(biāo)之后的信號；所述對向陣元的開啟數(shù)量是根據(jù)成像目標(biāo)的大小和單個(gè)陣元的波束聲場確定的；

23、利用壓縮感知重建算法，對透射超聲信號處理，得到重建成像目標(biāo)；所述壓縮感知重建算法的稀疏系數(shù)是通過投影測量矩陣得到的；所述投影測量矩陣是基于程函方程構(gòu)建的。

24、可選地，所述超聲陣列為環(huán)形陣列。

25、第三方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲器、處理器以存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的超聲ct稀疏重建方法。

26、第四方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的超聲ct稀疏重建方法。

27、第五方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的超聲ct稀疏重建方法。

28、根據(jù)本申請?zhí)峁┑木唧w實(shí)施例，本申請公開了以下技術(shù)效果：

29、本申請?zhí)峁┝艘环N超聲ct稀疏重建方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品，首先，控制超聲陣列中的若干個(gè)第一陣元發(fā)射超聲信號；控制超聲陣列中的若干個(gè)對向陣元通過空間稀疏采樣的方式接收透射超聲信號；所述對向陣元為與所述第一陣元對向的陣元；所述透射超聲信號為所述超聲信號透過成像目標(biāo)之后的信號；所述對向陣元的開啟數(shù)量是根據(jù)成像目標(biāo)的大小和單個(gè)陣元的波束聲場確定的；然后利用壓縮感知重建算法，對透射超聲信號處理，得到重建成像目標(biāo)；所述壓縮感知重建算法的稀疏系數(shù)是通過投影測量矩陣得到的；所述投影測量矩陣是基于程函方程構(gòu)建的。本申請根據(jù)成像目標(biāo)的大小和單個(gè)陣元的波束聲場確定對向陣元的開啟數(shù)量，從而有效減少了開啟的陣元數(shù)量，同時(shí)通過空間稀疏采樣的方式獲取透射超聲信號，從而降低了獲取的數(shù)據(jù)量，結(jié)合基于程函方程構(gòu)建的投影測量矩陣，有效提高了重建圖像的質(zhì)量。本申請能夠降低硬件實(shí)現(xiàn)成本，在有限寬度的成像區(qū)域內(nèi)采用更少的陣元數(shù)量實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖像重建。

技術(shù)特征：

1.一種超聲ct稀疏重建方法，其特征在于，所述超聲ct稀疏重建方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲ct稀疏重建方法，其特征在于，所述控制超聲陣列中的若干個(gè)對向陣元通過空間稀疏采樣的方式接收透射超聲信號，具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲ct稀疏重建方法，其特征在于，所述投影測量矩陣為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲ct稀疏重建方法，其特征在于，所述利用壓縮感知重建算法根據(jù)所述透射超聲信號重建成像目標(biāo)，具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲ct稀疏重建方法，其特征在于，所述利用超聲陣列中的若干個(gè)第一陣元發(fā)射超聲信號，具體包括：

6.一種超聲ct稀疏重建裝置，其特征在于，所述超聲ct稀疏重建裝置包括：超聲陣列和控制器；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲ct稀疏重建裝置，其特征在于，

8.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲器、處理器以存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的超聲ct稀疏重建方法。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的超聲ct稀疏重建方法。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的超聲ct稀疏重建方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了超聲CT稀疏重建方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)及產(chǎn)品，涉及超聲技術(shù)領(lǐng)域，方法包括：控制超聲陣列中的若干個(gè)第一陣元發(fā)射超聲信號；其中，所述超聲陣列中的各個(gè)陣元之間的間距滿足空間稀疏采樣定理；控制超聲陣列中的若干個(gè)對向陣元通過空間稀疏采樣的方式接收透射超聲信號；對向陣元的開啟數(shù)量是根據(jù)成像目標(biāo)的大小和單個(gè)陣元的波束聲場確定的；然后利用壓縮感知重建算法，對透射超聲信號處理，得到重建成像目標(biāo)；所述壓縮感知重建算法的稀疏系數(shù)是通過投影測量矩陣得到的；所述投影測量矩陣是基于程函方程構(gòu)建的。本申請能夠降低硬件實(shí)現(xiàn)成本，在有限寬度的成像區(qū)域內(nèi)采用更少的陣元數(shù)量實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖像重建。

技術(shù)研發(fā)人員：藺祥偉,陳冕,陳昕,陳思平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10