【技术实现步骤摘要】
一种适用于多层骨组织的全矩阵超声快速成像方法
[0001]本专利技术涉及全矩阵捕捉超声成像法领域,特别涉及一种适用于多层骨组织的全矩阵超声快速成像方法
。
技术介绍
[0002]针对具有复杂多层结构的生物硬组织
——
骨骼,由于其具有显著的声速变化
、
位置相关的各向异性和高衰减的特点,传统仅适用于单层固定声速的超声成像法难以直接应用;且大多数已知可以实现骨成像的超声成像法时间计算复杂度较高,无法在临床上实现实时成像
。
[0003]通过在每个传输的接收过程中捕获来自所有超声阵元的超声波信号,全矩阵捕捉成像能够收集并记录更多维度的目标信息,进而能够相较于传统超声成像,提供更为高质量的成像结果
。
然而,早期的全矩阵捕捉超声成像大多是基于时域数据,难免会产生较大的计算负担
。
[0004]同时,需要注意到对于骨骼这类生物硬组织,由于其与周围软组织声速差异巨大,超声波在经过其交界面时会产生明显的反射
、
散射与衰减现象,不利于超声波信号的传播与收集,进而加大了成像难度
。
尽管现有的全矩阵捕捉超声成像法能够对骨仿体实现成像,但是其计算数据量需求巨大,计算过程复杂的缺陷致使其无法直接应用于临床邻域,实现实时成像
。
[0005]传统全矩阵捕捉超声成像法存在如下限制:需要一个已知的声速分布模型,在缺失先验声速模型的情况下,超声波信号的记录结果难免会受到干扰,这些干扰不可避免地会导致成像结果出 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种适用于多层骨组织的全矩阵超声快速成像方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:搭建实验平台;步骤二:利用全矩阵捕捉法收集待成像目标的波场信息;步骤三:获得波场中的声速分布;步骤四:完成单角度频域波场的不同深度外推;步骤五:完善波场信息;步骤六:得到最终超声成像
。2.
根据权利要求1所述的一种适用于多层骨组织的全矩阵超声快速成像方法,其特征在于,步骤一包括以下内容:将两个完全相同的线阵换能器面对面对齐放置于水槽中,每个换能器均有
N
个阵元,设置待成像的皮质骨成像目标于两个换能器中间,并向水槽中注入水以浸没成像目标及超声换能器
。3.
根据权利要求1所述的一种适用于多层骨组织的全矩阵超声快速成像方法,其特征在于,步骤二包括以下内容:一个换能器上的每个阵元,按照顺序依次发射固定中心频率的超声脉冲信号,此时该换能器上的所有阵元与另一个换能器上的所有阵元均作为接收端记录得到的声场信息,所有换能器完成发射
‑
接收过程之后得到
2N
组维度为2×
N
×
N
t
的声场数据,其中,
N
t
为采样数
。4.
根据权利要求1所述的一种适用于多层骨组织的全矩阵超声快速成像方法,其特征在于,步骤三包括以下内容:根据理论超声波最早到达时间与实际测到的最早到达时间作差,得到如下优化目标函数:其中,
S
是待估计的慢度
(
速度的倒数
)
分布,
T(S)
是理论的超声波最早到达时间,
T
obs
是实际测得的最早超声到达时间,
J(S)
指当前慢度模型下的不同传播路径;基于贝叶斯估计,得到最终慢度分布估计,将其取倒数即可得到声速分布估计结果
5.
根据权利要求1所述的一种适用于多层骨组织的全矩阵超声快速成像方法,其特征在于,步骤四包括以下内容:将时域的波场信息进行快速傅里叶变换转换至频域,选取一边的超声换能器,基于声速估计模型与该换能器发射的超声频域信息,将声速模型进行分层,并基于换能器所在位置的频域波场,在该基础上进行不同深度的频域波场外推,完成当前被选定换能器一侧的成像目标单侧的快速重建
。6...
【专利技术属性】
技术研发人员:他得安,许乐修,李义方,石勤振,张芸芸,
申请(专利权)人:复旦大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。