波恩系列的高效实现,用于从红细胞集合中计算光声场
Ujjal Mandal1, Navroop Singh2, Kartikay Singh2
1Department of Applied Sciences, Indian Institute of Information Technology Allahabad, Jhalwa, Prayagraj, 211015, Uttar Pradesh, India.
Photoacoustics
|April 25, 2025
概括
这项研究介绍了一个更快的融合Born系列 (CBS) 算法用于生物医学光声学. 优化的方法准确地模拟了红细胞和大型组织介质中的声波散射.
科学领域:
- 生物医学光学 生物医学光学
- 声学 声学 在声学方面
- 计算物理 计算物理
背景情况:
- 波恩序列程序的数值实现是计算密集的.
- 生物医学光声学 (PA) 需要有效的方法来解决赫尔姆霍尔茨方程.
- 对声波传播和散射的准确建模在PA成像中至关重要.
研究的目的:
- 开发和测试用于加快收的Born系列 (CBS) 算法的计算策略.
- 为了在生物医学应用中快速准确地估计光声学 (PA) 场.
- 为了研究多重散射在红细胞的PA成像中的影响.
主要方法:
- 为CBS算法实施各种计算策略.
- 使用多个图形处理单元 (GPU) 来提高计算能力.
- 将CBS方法结果与简化模型的分析解决方案进行比较.
主要成果:
- 该CBS算法证明了单个红细胞模型的快速执行和PA场的准确估计.
- 多个红细胞的PA压力图显示了声波散射的签名.
- 数字工具与多GPU系统兼容.
结论:
- 开发的数值工具加速了CBS算法在光声学中解决不均的赫尔姆霍尔茨方程.
- 该方法准确地捕捉了生物组织中的声波散射现象.
- 该工具适用于大组织体积中准确和快速的PA场估计.
