Page 155 - 《应用声学》2021年第4期
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第 40 卷 第 4 期                                                                       Vol. 40, No. 4
             2021 年 7 月                          Journal of Applied Acoustics                      July, 2021

             ⋄ 综述 ⋄



                  基于射线模型的超声声速层析算法研究进展                                                                ∗





                                                    朱 翔 田 超           †


                                            (中国科学技术大学工程科学学院         合肥   230027)

                摘要：得益于超声换能器硬件的进步和数据采集速度的提升，超声层析成像近年来得到了越来越多的关注，特
                别是在乳腺成像领域。超声层析成像中的声速图像分布可以为乳腺组织表征提供良好的定量分析数据，进而
                使得超声层析成像在乳腺癌的诊断方面有着良好的应用前景。目前，超声声速层析重建方法主要包括基于射
                线模型和全波模型的两大类算法。基于射线模型的重建方法使用了超声波的高频近似，假设超声波近似以直
                线或弯曲射线传播。由于数学模型简单，基于射线模型的声速重建算法是超声层析成像中一类重要的图像重
                建方法。该文将从射线前向过程、声波的第一到达时间提取以及声速重建的反问题等方面阐述基于射线模型
                的声速重建算法研究现状，并展望其在成像速度和成像质量方面的发展趋势。
                关键词：超声层析成像；射线模型；第一到达时间；雷登变换；程函方程；滤波反投影；迭代重建
                中图法分类号: TH76           文献标识码: A          文章编号: 1000-310X(2021)04-0639-10
                DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2021.04.019





                        Ray-based sound speed reconstruction in ultrasound computed
                                                tomography: a review


                                                 ZHU Xiang    TIAN Chao


                        (School of Engineering Science, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China)
                 Abstract: Thanks to the fast developments of ultrasound transducer technology and data acquisition hardware,
                 ultrasound computed tomography (USCT) has attracted more and more attention in recent years, especially
                 in the field of breast imaging. USCT can provide quantitative sound speed information of soft tissues and is an
                 important medical imaging method for disease diagnosis. To date, image reconstruction approaches in USCT
                 mainly include ray-based reconstruction methods and full-wave-based reconstruction methods. Ray-based
                 reconstruction methods use high-frequency approximation of ultrasound waves and assume that ultrasound
                 travels in straight or bent rays. Due to the simplicity of the mathematical model, it is computationally efficient
                 and more widely used than full-wave-based reconstruction methods. This work reviews ray-based forward
                 models, the extraction of the first arrival time, and ray-based sound speed reconstruction algorithms in USCT
                 and discusses future development trends.
                 Keywords: Ultrasound computed tomography; Ray model; First arrival time; Radon transform; Eikonal
                 equation; Filtered back projection; Iterative reconstruction


             2020-09-02 收稿; 2021-01-24 定稿
             ∗ 国家自然科学基金项目 (61705216), 安徽省科技重大专项 (18030801138), 中国科学技术大学智慧城市研究院研究经费、中国科学技术
             大学双一流建设经费资助项目
             作者简介: 朱翔 (1994– ), 男, 江苏淮安人, 硕士研究生, 研究方向: 生物医学超声。
              通信作者 E-mail: ctian@ustc.edu.cn
             †
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