一种多声路径的方法,用于模拟超声波成像中的热诱导人工物

科学领域:

• 医疗成像医学成像
• 生物医学工程 生物医学工程
• 声学 声学 在声学方面

背景情况:

• 超声波 (US) 影像对于监测热疗法至关重要.
• 在美国成像中模拟加热诱导的工件,特别是热声镜头 (TAL) 工件,仍然是一个重大挑战.
• 传统的单声路径 (SSP) 模型在准确表现这些复杂的热效应的能力上是有限的.

研究的目的:

• 为基于阵列的美国成像开发和验证一个物理现实的多声道 (MSP) 模拟框架.
• 为了准确地捕捉由温度引起的声音速度变化引起的TAL文物.
• 为了提供一个计算效率高的替代方案,以全波溶解器模拟在热疗期间的美国成像.

主要方法:

• 使用交替方向隐式解答器计算了短暂的温度场.
• 超声波图像使用延迟和总量束成型重建.
• 拟议的MSP模型与传统的SSP模型进行了比较,模拟了TAL文物及其对图像质量和功能成像技术的影响.

主要成果:

• 该MSP模型成功地复制了特有的TAL工件,包括横向分辨率降低 (FWHM增加高达52.0%) 和斑点亮度降低 (高达49.1%).
• 将MSP模型应用于斑点跟踪和热应变成像,揭示了显著的折叠关系和位移错误,与实验结果保持一致.
• 该MSP框架证明了计算效率,避免了与全波解决器相关的高成本.

结论:

• 开发的MSP模拟框架为超声波成像中的TAL文物建模提供了一种现实的,计算效率高的方法.
• 这种方法增强了基于美国的温度计和基于斑点的功能成像的模拟,支持改进的热疗法监测和评估.
• 该MSP模型适用于大规模的参数研究和开发用于热疗法的先进的美国成像技术.