[发明专利]一种声速不均匀的磁声成像图像重建方法

说明书

一种声速不均匀的磁声成像图像重建方法，利用激励线圈对被测目标体施加激励电流，被测目标体在电磁激励下感应生成涡旋电流。所述涡旋电流与静磁场相互作用，在目标成像体内产生超声信号。利用超声换能器接收超声信号，并对接收到的超声信号利用声速重建算法获得被测目标体内的声速分布，然后根据声速分布结果校正磁声信号，最后基于时间反演法进行被测目标体的图像重建。

技术领域

本发明涉及一种图像重建方法，特别涉及一种磁声成像的声源图像重建方法。

背景技术

目前传统电阻抗成像技术的灵敏度和空间分辨率不高，主要因为电阻抗成像通常采用频率较低的电磁波作为激励。由于波长远远大于成像体，导致电磁场探测对比度高，但分辨率低。毋庸置疑，单一场都有其物理局限性。因此多物理场成像技术受到越来越多的关注，即将一种物理场作用于生物组织，转换为另一种物理场进行检测，由一种物理场提供分辨率，另一种物理场提供对比度，实现对比度和分辨率的同时提高。电磁场和超声相结合的多物理场成像技术正是考虑到电磁场对人体组织电导率的高对比度和超声波探测的高分辨率特性，成为人们的研究热点，磁声成像作为一种新型的多物理场成像技术在最近一年受到重视。

2005年美国明尼苏达大学生物医学工程系He Bin教授提出磁感应式磁声层析扫描成像，即：在静磁场中放入生物组织，线圈产生时变脉冲磁场在组织中产生涡旋电流，并在静磁场作用下产生洛伦兹力，从而产生声波，并被组织周围的超声换能器接收。该方法是一种以交变磁场和静磁场作为为激励源，基于生物组织内部电导率的差异，以超声作为信息载体的无损成像技术。现有的磁声成像重建方法都是建立在声速均匀的假设上，但声速的不均匀性会直接影响图像的重建效果和图像的准确度。在声速非均匀介质中测量的超声信号到声源的重建过程主要包括，首先由测量的超声信号重建声速分布，然后利用声速分布补偿磁声信号，消除声速异质性导致的磁声信号径向位移发生改变的问题，再根据校正后的信号重建声源分布，目前的相关文献提出的声速变化介质中磁声声源重建的方法，需借助CT等其他技术来获得声速分布或利用已知先验知识提前得知声速分布，显然，这对于磁声成像技术在实际应用过程中是不现实的。

发明内容

为了解决上述问题，本提案提供一种声速不均匀的磁声成像图像重建方法，所述方法包括：

第一步 获取被测目标体的声波脉冲信号；

第二步 根据所述声波脉冲信号计算被测目标体的声速分布；

第三步 获取被测目标体产生的磁声信号；

第四步 利用所述声速分布校正所述磁声信号；

第五步利用校正的磁声信号重建被测目标体的图像。

可选地，所述第一步，采用水凝胶超声耦合介质，利用环形阵列换能器其中一个通道向成像物体发射声波脉冲，利用位于该通道镜面对称的通道接收该声波脉冲；通过变换环形阵列换能器的发射通道，变换环形阵列换能器发射的声波脉冲角度，使得环形阵列换能器发射的声波脉冲全角度扫描被测目标体；将每个通道接收的信号进行放大、滤波，并存储，通过接收的超声信号获取声波脉冲传递时间。

可选地，所述第二步计算被测目标体的声速分布的方法如下：

假设声波脉冲在成像目标体中沿直线传播，超声脉冲沿直线路径的传播时间定义为：

T_travel＝T_receive-T_emit (1)

公式(1)中，T_travel为超声脉冲沿直线路径的传播时间，T_receive超声波接收时刻，T_emit为超声波发射时刻；

将成像区域划分成N＝n×n个网格，测量的超声波传播时间满足下列方程：