[发明专利]一种基于双线阵声传感器的多模态成像方法

说明书

本发明公开了一种基于双线阵声传感器的多模态成像方法，包括以下步骤：利用双线阵超声数据采集设备，得到传感器所在位置的实测声压信号；利用B型超声成像法处理实测声压信号，可以得到成像区域的辉度图；利用超声回波成像法处理实测声压信号，可以得到成像区域的声速轮廓图；利用全波反演法处理实测声压信号，可以得到成像区域的精确声速图；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，可以显著加快其计算过程。本发明采用了双线阵声传感器，实现了一种多模态协同工作的超声成像方式，可以显著提高成像质量与成像速度。

技术领域

本发明属于超声成像及处理领域，特别是一种利用双线阵超声传感器和多模态成像方式优化成像速度与质量的方法。

背景技术

经过几十年的研究，超声成像在各领域的应用也日趋深入。B型超声作为一种有效的超声成像方式，已受到广泛的应用，然而B型超声成像也有其缺点，其利用声波反射来重建辉度图的成像原理决定了它在某些情况下无法较好地反应成像区域的信息，比如传播路径上存在遮挡物，或是成像区域的反射不明显的情况。而声速成像作为一种具有应用前景的成像方式，却因为其成像过程的复杂性较高，计算时间较慢，而未能被广泛的应用，因此，需要一种优化的方法结合各种成像方式的优点，实现更高的成像质量和更快的成像速度。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有的各种超声成像方式，提供了一种利用双线阵超声传感器和多模态的成像方式，优化成像速度与质量的方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于双线阵声传感器的多模态成像方法，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。

本发明中，优选地，步骤一中的双线阵超声数据采集设备，将两组线性超声传感器分别放在成像区域的两侧，以此来实现双向的信号传输与接收，对于超声信号来说，既可以接收回波信号，又可以接收透射波信号。

本发明中，优选地，步骤一中的双线阵超声数据采集设备，可以控制每一个传感器单独工作，也可以控制一组传感器协同工作，具体的工作模式根据成像方式的需求而设定。

本发明中，优选地，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，其中若使信号沿着某一方向聚焦，其目的是为了避免在其它方向上可能存在的遮挡物干扰超声信号传输的情况，若使信号在某一区域聚焦，其目的是为了更好地在成像结果中显示出该区域的信息，也可以两种聚焦方式结合使用，以此来反应出成像区域中不同层次的信息。