仪器仪表学报

作者：武小晴，李玉冰，苏 畅，蒋乐康，林伟军

单位：武小晴,1. 中国科学院声学研究所，2. 中国科学院大学,,李玉冰,1. 中国科学院声学研究所，2. 中国科学院大学,,苏 畅,1. 中国科学院声学研究所，2. 中国科学院大学,,蒋乐康,1. 中国科学院声学研究所，2. 中国科学院大学,,林伟军,1. 中国科学院声学研究所，2. 中国科学院大学,

关键词：超声断层扫描仪;医学超声;肌骨成像;全波形反演

基金：国家重点研发计划(2023YFC2410803)、中国科学院声学研究所自主部署的目标导向项目(MBDX202113)资助

超声断层成像技术因具有非侵入性、成本效益高、无辐射危害和设备便携等优势,正快速成为医学成像领域快速发展的焦点。然而,超声波在肌骨组织等声阻抗对比度较高的介质中传播时往往会产生复杂的散射现象,导致接收信号的波形畸变与幅度衰减,进而限制了超声断层成像的分辨率和精度。为此,采用环形阵列针对肌骨组织(包含数字体模和在体组织)进行了全矩阵数据采集,实现在大孔径条件下采集反射、透射、多次散射等多种模式的超声信号,然后运用多种算法重建目标截面的结构和参数图像。其中,延时叠加被用于对强反射界面的结构成像;渡越时间断层成像则有助于重建目标截面的低分辨率声速分布图像;而全波形反演则可在渡越时间断层成像的基础上,通过求解非线性反演问题生成更高分辨率的声速分布图像。通过仿真与实验测试,验证了结合渡越时间断层成像和多尺度频域全波形反演的方法,能够精确重建目标截面的不同组织成分,如皮肤、脂肪、肌肉和骨骼等,且分辨率达到0.4mm。本文工作扩展了超声在医学成像领域的应用范围,对肌骨疾病的精确诊断具有重要的临床价值。

来源：2024年第6期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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