托马斯·格拉茨；奥特玛·谢泽尔；托马斯·威德拉克 光声弹性成像的纹理生成。 （英语） Zbl 1343.94009号 数学杂志。成像视觉。 52，第3期，369-384（2015）. 摘要：弹性成像是一种广泛使用的技术，原则上可以在每种成像方式之上实现。在弹性成像中，将试样暴露在引起局部位移的力下，并在位移实验之前和期间进行成像。计算出的机械位移既可以直接用于临床诊断，也可以为推导材料参数提供依据。光声成像是一种新兴的图像形式，具有功能和形态对比。然而，与超声成像相反，例如，它被认为是一种不适合弹性成像的成像方式，因为它不显示斑点图案。然而，这有点违反直觉，因为与单频标准超声成像相比，光声成像可以获得整个频谱。在这项工作中，我们表明，实际上，人工散斑图案可以通过仅使用测量数据的带限部分引入。我们还表明，引入人工散斑图案后，在光声成像中可以更可靠地实现变形估计。 引用于2文件 MSC公司： 94A08型 信息与通信理论中的图像处理（压缩、重建等） 92 C55 生物医学成像和信号处理 关键词：弹性成像；光声成像；纹理 软件：k波；获取DP；Gms小时 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{T.Glatz}等人，《数学杂志》。成像视觉。52，第3号，369--384（2015；Zbl 1343.94009） 全文： 内政部 arXiv公司 参考文献： [1] Adams，R.A.，Fournier，J.J.F.：Sobolev空间。纯数学和应用数学·Zbl 0385.46024号 [2] Agranovsky，M.，Berenstein，C.，Kuchment，P.：Lp-空间中球面波的近似。《几何杂志》。分析。6(3), 365-383 (1996) ·Zbl 0898.44003号 ·doi:10.1007/BF02921656 [3] Aigner，F.、Pallwein，L.、Schocke，M.、Lebovic，A.、Junker，D.、Schäfer，G.、Pedross，F.，Horninger，W.、Jaschke，W.，Hallpern，E.J.、Frauscher，F.：实时超声弹性成像与T2加权直肠内磁共振成像在前列腺癌检测中的比较。《超声医学杂志》30，643-649（2011） [4] Arridge，S.，Scherzer，O.：耦合物理成像。反向探测。28(8), 080201 (2012) ·doi:10.1088/0266-5611/28/8/080201 [5] Beard，P.：生物医学光声成像。接口。焦点1，602-631（2011） [6] Biswas，R.、Patel，P.、Park，D.W.、Cichonski，T.J.、Richards，M.S.、Rubin，J.M.、Hamilton，J.、Weitzel，W.F.：静脉弹性成像：使用有限元分析测量静脉顺应性的新型高分辨率超声方法的验证。Sem.拨号。23(1), 105-109 (2010) ·doi:10.1111/j.1525-139X.2009.00684.x [7] Bohs，Negal，Geiman，B.J.，Anderson，M.E.，Gebhart，S.C.，Trahey，G.E.：多维流量估算的散斑跟踪。《超声波》38，369-375（2000）·doi:10.1016/S0041-624X（99）00182-1 [8] Bruhn，A.，Schnoerr，C.，Weickert，J.：Lucas/Canade与Horn/Schunck的会面：结合局部和全局光流方法。国际期刊计算。愿景61（3），211-231（2005）·Zbl 1477.68337号 ·doi:10.1023/B:VISI.0000045324.43199.43 [9] Doyley，M.M.：基于模型的弹性成像：反弹性问题方法综述。物理。医学生物学。57，R35-R73（2012）·doi:10.1088/0031-9155/57/3/R35 [10] Dular，P.，Geuzaine，C.，Henrotte，F.，Legros，W.：离散问题处理的一般环境及其在有限元方法中的应用。IEEE传输。Magn.公司。34（5），3395-3398（1998）·doi:10.1109/20.717799 [11] Elbau，P.，Scherzer，O.，Schulze，R.：光声断层成像的重建公式。反向探测。28(4), 045004 (2012). 由奥地利科学基金会（FWF）在FSP S105中资助-“光声成像”·Zbl 1241.78020号 ·doi:10.1088/0266-5611/28/4/045004 [12] Emelianov，S.Y.、Aglyamov，S.R.、Shah，J.：S Sethuraman、W.G.Scott、R.Schmitt、M.Motamedi、A.Karpiouk和A.Oraevsky。超声、光声和弹性成像相结合。程序。SPIE 5320，101-12（2004）·doi:10.1117/12.537155 [13] Evans，L.C.：偏微分方程，数学研究生课程第19卷。美国数学学会，普罗维登斯，RI（1998）·Zbl 0902.35002号 [14] Fawcett，J.A.：n维球面平均值的反演。SIAM J.应用。数学。45(2), 336-341 (1985) ·Zbl 0588.44006号 ·数字对象标识代码：10.1137/0145018 [15] Finch，D.，Haltmeier，M.，Rakesh，：球面平均值和偶数维波动方程的反演。SIAM J.应用。数学。68(2), 392-412 (2007) ·Zbl 1159.35073号 ·doi:10.1137/070682137 [16] Finch，D.，Rakesh，：球中支持初始数据的波动方程解的追踪恒等式。数学。方法应用。科学。28, 1897-1917 (2005) ·Zbl 1085.35092号 ·doi:10.1002/mma.647 [17] Fu，Y.B.，Chui，C.K.，Teo，C.L.，Kobayashi，E.：准静态磁共振弹性成像的运动跟踪和应变图计算。收录于：Fichtinger，B.、Martel，A.、Peters，T.（编辑）《医学图像计算和计算机辅助干预》MICCAI 2011，计算机科学讲义第6891卷，第428-435页。施普林格（2011） [18] Geuzaine，C.，Remacle，J.-F.：Gmsh：一个带有内置预处理和后处理设施的三维有限元网格生成器。数字。方法。工程79（11），1309-1331（2009）·Zbl 1176.74181号 ·doi:10.1002/nme.2579 [19] Haltmeier，M.：一种用于反转球形平均Radon变换的缓和方法。SIAM J.应用。数学。71(5), 1637-1652 (2011) ·Zbl 1243.44003号 ·数字对象标识代码：10.1137/10821561 [20] Haltmeier，M.，Scherzer，O.，Zangerl，G.：探测器带宽和探测器尺寸对光声层析成像分辨率的影响。收录：Breitenecker，F.，Troch，I.（编辑）《阿根廷报告》第35号：《维也纳数学学报》第09期。第1736-1744页（2009） [21] Haltmeier，M.，Zangerl，G.：光声层析成像中的空间分辨率：探测器尺寸和探测器带宽的影响。反向探测。26（12），125002（2010）·兹比尔1206.35255 ·doi:10.1088/0266-5611/26/12/125002 [22] Helgason，S.：积分几何与Radon变换。施普林格，纽约州纽约市（2011年）·Zbl 1210.53002号 ·doi:10.1007/978-1-4419-6055-9 [23] Horn，B.K.P.，Schunck，B.G.：测定光流。人工智能17，185-203（1981）·Zbl 1497.68488号 ·doi:10.1016/0004-3702（81）90024-2 [24] Ledesma-Carbayo，M.J.、Kybic，J.、Desco，M.、Santos，A.、Sühling，M.，Hunziker，P.、Unser，M.：超声心脏运动估计的时空非刚性配准。IEEE传输。医学图像。24(9), 1113-1126 (2005) ·doi:10.1109/TMI.2005.852050 [25] Kuchment，P.，Kunyansky，L.：热声层析成像数学。欧洲J.Appl。数学。19, 191-224 (2008) ·Zbl 1185.35327号 ·doi:10.1017/S0956792508007353 [26] Lecompte，D.、Smits，A.、Bussuyt，S.、Sol，H.、Vantomme，H.，Van Hemelrijck，D.、Habraken，A.M.：数字图像相关散斑模式的质量评估。选择。激光工程44（11），1132-1145（2006）·doi:10.1016/j.optlaseng.2005.10.004 [27] Lerner，R.M.、Parker，K.J.、Holen，J.、Gramiak，R.、Waag，R.C.：声弹性：从机械振动目标中的超声信号获得的医学弹性图像。阿库斯特。成像16、317-327（1988）·doi:10.1007/978-1-4613-0725-9_31 [28] Li，C.，Wang，L.V.：生物医学中的光声层析成像和传感。物理。医学生物学。54，R59-R97（2009）·doi:10.1088/0031-9155/54/19/R01 [29] Li，L.，Wang，L.V.：光声层析成像中的斑点。程序。SPIE 6095、60860Y（2006）·数字对象标识代码：10.1117/12.646357 [30] Manduca，A.、Oliphant，T.E.、Dresner，M.A.、Mahowald，J.L.、Kruse，S.A.、Amromin，E.、Fellle，J.P.、Greenleaf，J.F.、Ehman，R.L.：磁共振弹性成像：组织弹性的非侵入性绘图。医学图像分析。5, 237-354 (2001) ·doi:10.1016/S1361-8415（00）00039-6 [31] Modersitzki，J.：图像配准的数值方法。牛津大学出版社，纽约（2003）·Zbl 1055.68140号 ·doi:10.1093/acprof:oso/9780198528418.001.0001 [32] 莫罗佐夫，V.A.：解决不正确问题的方法。施普林格，纽约，柏林，海德堡（1984）·Zbl 0549.65031号 ·doi:10.1007/978-1-4612-5280-1 [33] Muthupillai，R.，Lomas，D.J.，Rossman，P.J.，Greenleaf，J.F.，Manduca，A.，Ehman，R.L.：通过传播声应变波的直接可视化进行磁共振弹性成像。科学2691854-1857（1995）·doi:10.1212/科学7569924 [34] Nahas，A.，Bauer，M.，Roux，S.，Boccara，A.C.：使用Full Field OCT.Biomed进行微米级的三维静态弹性成像。选择。快递4（10），2138-2149（2013）·doi:10.1364/BOE.4.002138 [35] Nilsson，S.：快速反投影技术在积分几何反问题中的应用。林雪平大学数学系博士论文（1997年） [36] Norton，S.J.：圆形区域上二维反射介质的重建：精确解。J.声学。Soc.Amer公司。67(4), 1266-1273 (1980) ·Zbl 0422.76049号 ·doi:10.1121/1.384168 [37] Norton，S.J.、Linzer，M.：三维超声反射率成像：平面、圆柱形和球形孔径的精确逆散射解。IEEE传输。生物识别。工程28（2），202-220（1981）·doi:10.1109/TBME.1981.324791 [38] Nuster，R.、Slezak，P.、Paltauf，G.：基于CCD相机的三维光声断层成像血管。程序。SPIE 8943、894357（2014）·数字对象标识代码：10.1117/12.2041734 [39] Ophir，J.、Cespedes，I.、Ponnekanti，H.、Yazdi，Y.、Li，X.：弹性成像：生物组织弹性成像的定量方法。超声波。成像13，111-134（1991）·doi:10.1177/016173469101300201 [40] Palamodov，V.P.：重建积分几何，数学专著第98卷。Birkhäuser Verlag，巴塞尔（2004）·Zbl 1063.44002号 ·doi:10.1007/978-3-0348-7941-5 [41] Pan，X.、Gao，J.、Tao，S.、Liu，K.、Bai，J.和Luo，J.:弹性成像中应变估计的两步光流法：模拟和模型研究。《超声波》54、990-996（2014）·doi:10.1016/j.ultras.2013.11.010 [42] Parker，K.J.、Doyley，M.M.、Rubens，D.J.：组织弹性特性成像：20年展望。物理。医学生物学。56，R1-R29（2011）·doi:10.1088/0031-9155/56/1/R01 [43] Prasad，P.R.，Bhattacharya，S.：使用光学相干层析成像进行振动分析的散斑跟踪算法的改进。J.生物识别。选择。18(4), 18 (2014) [44] Prince，J.L.，McVeigh，E.R.：基于标记MR图像序列的运动估计。IEEE传输。医学图像。11(2), 238-249 (1992) ·数字对象标识代码：10.1109/42.141648 [45] Ramm，A.G.：后向散射数据的反演和积分几何问题。物理。莱特。A 113172-176（1985）·doi:10.1016/0375-9601（85）90132-X [46] Revell，J.、Mirmehdi，M.、McNally，D.：计算机视觉弹性成像：使用超声序列的弹性成像散斑自适应运动估计。IEEE传输。医学图像。24（6），755-766（2005）·doi:10.1010/TMI.2005.848331 [47] Scherzer，O.，Grasmair，M.，Grossauer，H.，Haltmeier，M.，Lenzen，F.：成像中的变分方法，应用数学科学第167卷。施普林格，纽约（2009）·Zbl 1177.68245号 [48] Schmitt，J.M.：OCT弹性成像：组织的显微变形和应变成像。选择。快车3（6），199-211（1998）·文件编号：10.1364/OE.3.000199 [49] Segal，L.A.：连续介质力学的数学应用。麦克米兰出版社，伦敦（1977年）·Zbl 0357.73001号 [50] Solmon，D.C.：对偶Radon变换的渐近公式及其应用。数学。Z.195（3）、321-343（1987）·Zbl 0598.44001号 ·doi:10.1007/BF01161760 [51] Sun，C.，Standish，B.，Yang，V.X.D.：光学相干弹性成像，现状和未来应用。J.生物识别。选择。16(4), 043001 (2011) ·数字对象标识代码：10.1117/1.3560294 [52] Treeby，B.E.，Cox，B.T.：K-Wave:MATLAB工具箱，用于模拟和重建光声波场。J.生物识别。选择。15, 021314 (2010) ·数字对象标识代码：10.1117/1.3360308 [53] Wang，H.J.，Changchien，C.S.，Hung，C.H.，Eng，E.L.，Tung，W.C.，Kee，K.M.，Chen，C.H..，Hu，T.H.，Lee，C.M.，Lu，S.N.：纤维扫描和超声在预测慢性病毒性肝炎患者肝纤维化中的作用。《肠胃病学杂志》。44, 439-436 (2009) ·doi:10.1007/s00535-009-0017-y [54] Washington，C.W.，Miga，M.I.：模态无关弹性成像（MIE）：弹性成像的新方法。IEEE传输。医学图像。23(9), 1117-1128 (2004) ·doi:10.1109/TMI.2004.830532 [55] Wejcinski，S.、Farrokh，A.、Weber，S.，Thomas，A.、Fischer，T.、Slowinski，T.，Schmidt，W.、Degenhardt，F.：779例乳腺病变超声实时组织弹性成像评估的多中心研究：通过结合BI-RADS提高诊断性能®-美国超声弹性成像分类系统。Ultraschall Med.31，484-491（2010）·doi:10.1055/s-0029-1245282 [56] Woodrum，D.A.、Romano，A.J.、Lerman，A.、Pandya，U.H.、Brosh，D.、Rossman，P.J.、Larman，L.O.、Ehman，R.L.：通过磁共振成像测量血管壁弹性。Magn.公司。Reson公司。Med.56，593-600（2006）·doi:10.1002/mrm.20991年 [57] Zakaria，T.，Qin，Z.，Maurice，R.L.：基于光流的B型弹性成像：在超敏大鼠颈动脉中的应用。IEEE传输。医学图像。29(2), 570-578 (2010) ·doi:10.1109/TMI.2009.2038694 [58] Zhou，P.，Goodson，K.E.：使用数字图像/散斑相关（DISC）测量亚像素位移和变形梯度。选择。工程40（8），1613-1620（2001）·doi:10.117/11.387992 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH 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