一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法
【专利摘要】一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法，是采用平移扫描与圆周扫描相结合的复合扫描方式，具体包括：聚焦声换能器沿以介质仿体的中心为圆点，以设定的距离R为半径所形成的圆周上等间距分布的n条切线上分别依次采集所述的介质仿体所发出的超声波信号，其中n为4以上的整数；对所采集到的超声波信号进行声源重建。本发明能够精确定位声信号，结合图象重建算法即可得到介质仿体电特性分布信息，可用于测量生物组织的电阻抗变化。不仅弥补了磁声信号小易受到电子噪声干扰，信噪比低的缺点，还突破了圆周步进角度足够小的限制。可以全面准确的采集磁声信号，为后续重建提供足够信息。
【专利说明】一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合扫描方式。特别是涉及一种测量生物组织电阻抗变化的用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法。
【背景技术】 [0002]磁声耦合成像是一种以生物组织电特性为成像目标的医学功能成像新方法，基本原理是，通过电极对置于稳恒磁场中介质仿体注入电流使之发出声波，并且声波的频率与注入的电流频率相同。在介质仿体外利用声换能器接收该响应声波信号，通过扫描方案结合图象重建算法即可得到介质仿体电特性分布信息。该方法对于病变组织的早期检查，尤其是未发生器质性变化病变组织(生物组织的电特性变化先于器质性变化)的早期发现具有重要意义，它兼具电阻抗成像的功能参数高对比度与超声成像高空间分辨率的特点，同时该成像方法逆问题良态，在医学功能成像和无损检测领域中具有广阔的应用前景。
[0003]由基础物理学可知，磁声耦合成像声波动方程为:
I ^ —
[0004]V2 P-(J xB)
c; CH-
[0005]其中，Cs为超声在成像目标体中的传播速度，P为声压，J为电流密度，B为稳恒磁场强度。可知，在已知稳恒磁场和激励电流的情况下，对于具有一定电导率分布的介质仿体，产生的声压与电导率有关。利用声换能器在介质仿体外检测的时域声信号，反映了沿此传播方向上内部电导率的变化。
[0006]声信号的采集是磁声耦合成像技术逆问题的基础，只有采集到丰富的，足够强的磁声信号才能够精确重建声源。现有磁声耦合成像技术主要是采用圆周扫描方式，对声源成像采用时间反演法，声换能器采用远场非聚焦区，该扫描方式的缺点是圆周扫描的步进角度足够小，才能够获得足够声信息，完整重建声源图像；由于采用声换能器的远场区，所以换能器的灵敏度低，采集的声信号强度较小，容易受到设备电子噪声的干扰，信噪比较低。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是，提供一种高灵敏度的用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法。
[0008]本发明所采用的技术方案是:一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法，是采用平移扫描与圆周扫描相结合的复合扫描方式，具体包括如下步骤:
[0009]I)聚焦声换能器沿以介质仿体的中心为圆点，以设定的距离R为半径所形成的圆周上等间距分布的η条切线上分别依次采集所述的介质仿体所发出的超声波信号，其中η为4以上的整数；
[0010]2)对步骤I)所采集到的超声波信号进行声源重建。
[0011]步骤I)中，在每一条切线上采集超声波信号的起始点至终止点的距离大于等于所述的介质仿体的最大直径。
[0012]步骤I)中，在每一条切线上所述的聚焦声换能器每平移设定距离d采集一次介质仿体所发出的超声波信号，其中d为平移步进距离。
[0013]步骤I)中，相邻两条切线的切点与所述的圆点的连线所形成的夹角设定为Θ，其中Θ为圆周步进角度。
[0014]步骤I)中，对所述的聚焦声换能器每采集到的一个超声波信号都进行放大、滤波和存储。
[0015]步骤2)所述的声源重建包括如下步骤:
[0016](I)在每一条切线上建立以聚焦声换能器的声束轴线为中线、以聚焦声换能器平移设定距离d为范围内的声源信息Ik(r):
【权利要求】
1.一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法，其特征在于，是采用平移扫描与圆周扫描相结合的复合扫描方式，具体包括如下步骤: .1)聚焦声换能器沿以介质仿体的中心为圆点，以设定的距离R为半径所形成的圆周上等间距分布的η条切线上分别依次采集所述的介质仿体所发出的超声波信号，其中η为4以上的整数； .2)对步骤I)所采集到的超声波信号进行声源重建。
2.根据权利要求1所述的一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法，其特征在于，步骤I)中，在每一条切线上采集超声波信号的起始点至终止点的距离大于等于所述的介质仿体的最大直径。
3.根据权利要求1所述的一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法，其特征在于，步骤I)中，在每一条切线上所述的聚焦声换能器每平移设定距离d采集一次介质仿体所发出的超声波信号，其中d为平移步进距离。
4.根据权利要求1所述的一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法，其特征在于，步骤I)中，相邻两条切线的切点与所述的圆点的连线所形成的夹角设定为Θ，其中Θ为圆周步进角度。
5.根据权利要求1所述的一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法，其特征在于，步骤I)中，对所述的聚焦声换能器每采集到的一个超声波信号都进行放大、滤波和存储。
6.根据权利要求1所述的一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法，其特征在于，步骤2)所述的声源重建包括如下步骤: (1)在每一条切线上建立以聚焦声换能器的声束轴线为中线、以聚焦声换能器平移设定距离d为范围内的声源信息Ik(r):
7.根据权利要求1所述的一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法，其特征在于，在步骤I)和步骤2)之间还进行信号恢复步骤，具体是对聚焦声换能器所采集的声信号进行恢复:
8.根据权利要求1所述的一种用于磁声成像的平移-圆周复合扫描方法，其特征在于，采集每一个切线上超声波信号的聚焦声换能器是采用单个聚焦声换能器按设定距离d平移进行采集，或是采用由2个以上的聚焦声换能器按设定距离d组成的聚焦声换能器线阵直接进行采集。
【文档编号】A61B5/053GK103610462SQ201310614079
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】刘志朋, 殷涛, 王世刚 申请人:中国医学科学院生物医学工程研究所