[发明专利]一种用于热消融边界显像的热声成像系统及方法

权利要求书

1.一种用于热消融边界显像的热声成像系统，其特征在于，包括：

微波源，用于激发热消融区域的热声效应，产生热声信号，所述微波源包括依次连接的微波电真空器件、微波传输装置和天线；

超声换能器，用于接收热消融区域所产生的热声信号；

滤波器，对热声信号进行滤波；

放大器，对热声信号进行放大；

数据采集卡，对热声信号进行A/D转换，得到数字热声信号；

计算机，用于对超声波换能器所接收的热声信号进行处理，控制微波源，对数字热声信号进行图像重建得到热声图像，并对热声图像进行颜色编码实现消融边界的突出显像；

所述计算机、微波源、热消融区域、超声波换能器、滤波器、放大器、数据采集卡和计算机依次通信连接。

2.根据权利要求1所述的用于热消融边界显像的热声成像系统，其特征在于，所述微波电真空器件为磁控管，所述微波传输装置为微波固态功率放大器。

3.根据权利要求1所述的用于热消融边界显像的热声成像系统，其特征在于，所述微波源产生的微波为脉冲微波，所述脉冲微波信号的中心频率为0.1～10.0G，脉冲宽度为10～1000ns，脉冲峰值功率为10～100kW，脉冲重复频率为1～200Hz。

4.根据权利要求1所述的用于热消融边界显像的热声成像系统，其特征在于，所述天线为高功率增益天线，包括开口波导天线、喇叭天线、偶极子和贴片天线。

5.根据权利要求1所述的用于热消融边界显像的热声成像系统，其特征在于，所述超声换能器为多元超声换能器，换能通道数为2～2048，频率为0.2～5.0MHz，形状包括凸阵、线阵和相控阵。

6.一种用于热消融边界显像的热声成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过计算机对微波源进行参数设置和初始化，并开启微波源进行预热；

S2、通过计算机触发微波源发射脉冲微波，并通过微波源中的天线将脉冲微波辐射到热消融区域，使热消融区域与未消融区域吸收脉冲微波能量后产生热声信号；

S3、通过超声换能器接收热声信号，并通过滤波器和放大器对热声信号进行滤波和放大，并进行A/D转换得到数字热声信号；

S4、将数字热声信号传输到计算机，对热声信号进行图像重建，将热声图像中热消融边界以黑色高亮显示，得到热消融边界热声图像。

7.根据权利要求6所述的用于热消融边界显像的热声成像系统，其特征在于，所述步骤S4中图像重建算法包括有限元定量重建算法、滤波反投影重建算法和延迟叠加重建算法。