[发明专利]一种基于双线阵声传感器的多模态成像方法

权利要求书

1.一种基于双线阵声传感器的多模态成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，利用双线阵超声数据采集设备，采用设定的发射和接收方式，得到传感器所在位置的实测声压信号，根据成像方式的不同，相应的发射和接收方式也不同，有同侧发射接收和异侧发射接收两种模式，同样的，传感器的工作方式也有逐个发射接收和一起发射接收两种方式；

步骤二，利用B型超声成像法处理实测声压信号，采用波束形成法，控制传感器以不同的时延发射超声信号，在接收时采用延迟叠加的方式处理实测声压信号，可以得到成像区域的辉度图；

步骤三，利用超声回波成像法处理实测声压信号，控制传感器以同侧发射并接收的方式工作，使其得到实测回波声压信号，并通过相位追踪法计算出传输时间差，根据传输时间差与声速之间的关系式可以计算出成像区域的声速轮廓图；

步骤四，利用全波反演法处理实测声压信号，控制传感器以一侧发射，两侧接收的方式工作，使其同时得到反射与投射声压信号，根据声波传输方程中声速与声压的关系式，可以利用全波反演算法来计算出成像区域的精确声速图；

步骤五，将B型超声的辉度图和回波成像的声速轮廓图作为初始信息输入全波反演法，可以使全波反演算法中的迭代过程显著加快，从而使得整体成像所消耗的时间显著减少。

2.根据权利要求1所述的一种基于双线阵声传感器的多模态成像方法，其特征在于，步骤二中的波束形成法是利用线阵传感器发射不同时延的信号使信号能够聚焦在某一区域或者某一方向，目的是为了使最终重建出的辉度图成像质量更高。

3.根据权利要求1所述的一种基于双线阵声传感器的多模态成像方法，其特征在于，步骤二中的延迟叠加，是对应波束形成法的一种图像重建方法，在接收信号延迟叠加时，延迟是对应波束形成时的发射信号延迟，通过延迟后的叠加能够重建出发射信号的聚焦成像区域。

4.根据权利要求1所述的一种基于双线阵声传感器的多模态成像方法，其特征在于，步骤三中的相位追踪法是一种利用回波信号相位信息来计算传播时间差的方法，传播时间差是由于成像区域中存在声速对比区域，从而声波传播到一部分区域的时间发生变化而产生的。

5.根据权利要求1所述的一种基于双线阵声传感器的多模态成像方法，其特征在于，步骤三中的重建得到的成像区域声速图，由于重建方法的限制，会存在较多的伪影干扰，因此该方法用于提取成像区域的声速轮廓图，作为全波反演算法的先验信息来加速运算过程。

6.根据权利要求1所述的一种基于双线阵声传感器的多模态成像方法，其特征在于，步骤四中的全波反演算法是一种利用迭代反演的思想来解决声波传输方程的算法，迭代的过程是不断地通过正演来调整声速分布，直至整个算法的误差到达足够小的值，即可认为得到正确的结果。

7.根据权利要求1所述的一种基于双线阵声传感器的多模态成像方法，其特征在于，步骤五中的全波反演初始信息，是指全波反演法迭代的初始声速分布，使用B型超声的辉度图和回波成像的声速轮廓图作为初始信息代入全波反演算法，目的是为了使初始分布接近正确值，从而减少整个全波反演算法的计算时间。