一种相控阵换能器精准聚焦方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及超声聚焦技术领域，更具体的是涉及一种相控阵换能器精准聚焦方法及其系统，包括以下步骤：S1：获取颅骨的医学图像数据，声学参数模型；S2：建立颅骨三维慢度模型；S3：确定阵元中心点到聚焦点坐标的慢度曲线，并对其进行积分得到参考值；S4：根据参考值计算各阵元发射相位；S5：将颅骨放置于水槽中，进行超声聚焦。本发明专利技术中通过对换能器阵元中心点到聚焦点坐标的慢度曲线积分得到参考值，由参考值即可计算出各阵元的发射相位，这样直接通过阵元中心点坐标及聚焦点坐标的公式运算，没有带入其他因素的影响，不需要复杂耗时的聚焦发射相位计算过程，因而能快速精准聚焦到预定的聚焦点位置，节约治疗及治疗等待时间。

【技术实现步骤摘要】
一种相控阵换能器精准聚焦方法及其系统
本专利技术涉及超声聚焦
，更具体地是涉及一种相控阵换能器精准聚焦方法及其系统。
技术介绍
现有的HIFU换能器在这一块的使用上也有局限性，一般只能针对特定应用场景开发特定的HIFU换能器及其比较专属的聚焦使用方法。一旦更换到其他应用场景，该换能器的聚焦使用方法一般就无法奏效，适应性不强。且在复杂聚焦环境下，传统聚焦使用方法在计算聚焦发射相位时需要耗费较多时间，无法做到实时治疗，极大限制了治疗效率，对于实际临床应用是一个负担。中国专利CN104545919B公开了一种超声穿颅聚焦的方法，其通过获得患者颅骨图像，并重建出其颅骨的三维数字模型；将该颅骨三维数字模型导入3D打印机，获得对应的颅骨实体模型；对颅骨实体模型进行时间反演，获得超声穿颅聚焦发射序列。以此，通过3D打印技术精确复制患者颅骨的实体模型，在患者体外建立个性化的超声穿颅聚焦发射序列，从而实现精确聚焦。但是这样的方式其精确度受3D打印技术的精度及其打印材料声学参数的影响，其误差叠加会影响对换能器的聚焦精度产生很大影响；而且运用3D打印技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相控阵换能器精准聚焦方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：获取颅骨的医学图像数据，建立声学参数模型；/nS2：建立颅骨三维慢度模型；/nS3：确定阵元中心点到聚焦点坐标的慢度曲线，并对其进行积分得到参考值；/nS4：根据参考值计算各阵元发射相位；/nS5：将颅骨放置于水槽中，进行超声聚焦。/n

【技术特征摘要】
1.一种相控阵换能器精准聚焦方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取颅骨的医学图像数据，建立声学参数模型；
S2：建立颅骨三维慢度模型；
S3：确定阵元中心点到聚焦点坐标的慢度曲线，并对其进行积分得到参考值；
S4：根据参考值计算各阵元发射相位；
S5：将颅骨放置于水槽中，进行超声聚焦。


2.根据权利要求1所述的一种相控阵换能器精准聚焦方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤:
S11：固定颅骨及相控阵发射换能器位置；
S12：对颅骨进行医学成像扫描，获得颅骨的若干医学图像数据；
S13：根据医学图像数据重构颅骨三维数字模型；
S14：根据颅骨三维数字模型建立颅骨声学参数模型。


3.根据权利要求1所述的一种相控阵换能器精准聚焦方法，其特征在于，所述步骤S2中具体包括以下步骤：
S21：计算颅骨的孔隙率，具体公式为：
S22：根据颅骨三维数字模型建立颅骨的三维慢度模型，具体计算公式为：
其中，H为颅骨亨氏值；cskull,min、cskull,max分别为颅骨中最小声速和最大声速；c为换能器发射的超声波声速；为孔隙率。


4.根据权利要求1所述的一种相控阵换能器精准聚焦方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：获取换能器阵列中各阵元的中心点坐标；
S32：选取聚焦点坐标；
S33：将所述中心点坐标和聚焦点坐标代入到步骤S21中计算孔隙率
S34：根据步骤S22计算得到中心点坐标到聚焦点坐标的慢度曲线Sn；
S35：对慢度曲线Sn进行距离积分，得到参考值∫Sref·dl-∫Sn·dl；
其中，Sref为参考慢度曲线，即参考阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祥达，朱波，何建方，滕世国，李建霖，郭甲，李萍，
申请(专利权)人：韶关东阳光自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44