基于定量热声断层扫描中超声波估计介质参数的方法
计算物理
2025-11-11 v1
摘要
热声断层扫描 (Thermoacoustic Tomography, TAT) 是一种基于热声效应的成像技术。在TAT中，短脉冲微波或无线电波被导向成像靶标。电磁脉冲的能量根据靶标的介电参数被吸收，导致通过热声效应产生空间变化的压力分布。这种压力即初始压力分布，随后以宽带超声波形式在靶标边界处被测量。在TAT的反问题中，从测得的超声波估计初始压力。TAT可进一步扩展为定量TAT (QTAT)，其目标是利用电磁波传播模型来估计成像靶标的介电参数。本文考虑QTAT问题，提出一种同时从超声波估计电导率与介电常数的方法。该问题采用贝叶斯逆问题框架进行处理。其前向模型分别基于麦克斯韦方程组和声波方程描述电磁波与声波的传播。通过数值仿真评估了该方法。结果表明，可准确地采用所提方法估计介电参数。然而，超声传感器的几何构型以及电磁脉冲的数量对估计参数的准确性具有显著影响。
引用
@article{arxiv.2511.06278,
title = {Estimation of Dielectric Parameters from Ultrasound Waves in Quantitative Thermoacoustic Tomography},
author = {Teemu Sahlström and Tanja Tarvainen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.06278},
year = {2025}
}