专利名称：任意扫描方式下光声成像的图像重建方法
技术领域：
本发明属于光声成像技术领域，具体涉及一种适用于任意扫描方式光声成像的图像重建方法。
背景技术：
光声成像是一种新型的生物医学成像技术，近年来发展迅速，并获得了广泛的关注[1’2]，是当今国际学术界研究的热点前沿课题。光声成像结合了光学成像高对比度和超声成像高穿透深度的优点，并被尝试用于肿瘤检测[3]、血管成像Μ等领域。另外光声成像不仅适用于结构成像，还适用于功能成像，在小鼠的脑部进行了相关实验[5]。在光声成像中，利用短脉冲激光照射生物组织，使得组织吸收入射光能量，产生热膨胀进而向外发出超声波，通过超声换能器在不同位置扫描并采集超声信号，使用图像重建方法计算出组织的光吸收分布[1]。在光声成像中，图像重建是关键技术。目前针对圆周扫描已提出逆Radon变换重建方法[6]、滤波反投影法[7]、时域重建法[8]和反卷积重建法[9] 等；针对直线扫描提出了 DAS法_和二维重建法_等。上述图像重建方法在实际应用中，都局限于特定的扫描方式。本发明提出的图像重建方法，对于任意扫描方式下的光声成像，都能精确地重建出光声图像。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可适用于任意扫描方式，并能精确地重建出光声图像的光声成像图像重建方法。本发明提出的光声成像图像重建方法，具体步骤包括两层迭代先进行残差迭代， 即通过上一次迭代的图像结果获得模拟信号，并计算模拟信号与实际信号的残差，进而修正重建图像，对所有扫描点都进行此迭代。当所有扫描点完成迭代后，通过全变分梯度下降法对图像进行调整；重复上述两部分过程，设置误差大小为迭代结束条件，经过第二层迭代来获得最终的重建图像。下面作具体描述。在光声成像中，用激光短脉冲垂直于待成像平面照射生物组织，用超声换能器在待成像平面内进行扫描。通常激光脉冲持续时间远小于组织的热扩散时间，根据光声效应和超声的运动方程和扩散方程，可以得到光声成像的基本方程[2]:
2 , , 1 B2P(TJ) β 、dl(￡)
P
其中P(r，t)是位置r处的声压是电磁波吸收分布， 是时间，/( )是激光脉冲能量函数，c是生物组织中的声速，β和 分别是生物组织的等压膨胀系数和比热容。光声成像图像重建是一个典型的逆问题，即如何由P(TJ)求出』《。通过使用格林函数求解方程(1) [7]，得到
权利要求
1. ー种适用于任意扫描方式光声成像的图像重建方法，其特征在于通过上一次迭代 的图像结果获得模拟光声信号，并计算模拟信号与实际信号的残差，利用此残差修正重建 图像，对所有扫描点都进行此迭代；当所有扫描点完成迭代后，计算重建图像的全变分，并 通过全变分梯度下降法对图像进行调整；设置误差大小为结束条件，重复上述迭代和梯度 下降法两部分过程，重建光声图像；其中 所述迭代的算式为
全文摘要
本发明属于光声成像技术领域，具体为一种适用于任意扫描方式光声成像的图像重建方法。本发明通过计算重建图像的投影信号与实际信号的残差，对重建图像进行修正并迭代，在迭代过程中综合考虑了图像全变分稀疏的性质，结合全变分梯度下降法，获得重建图像。本发明能在任意扫描方式情况下精确地重建出光声图像，具有实际使用意义。
文档编号A61B8/00GK102306385SQ20111016937
公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者张建秋, 张砚, 李伟, 李旦, 汪源源, 胡波 申请人:复旦大学