[发明专利]一种超声断层成像方法

说明书

本发明提供了一种超声断层成像方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，将环阵超声换能器固定在水槽中，并将待成像区域放置于换能器的中心，向水槽中注水以浸没样品和换能器；步骤二，发射超声脉冲信号，并接收超声脉冲的回波信号；步骤三，用第一算法从回波信号中提取超声第一到达波的传播时间；步骤四，根据超声第一到达波的传播时间，采用贝叶斯估计方法反演重建样品的声速分布模型，同时采用第二算法求解声速分布模型；步骤五，用第三算法求解声速分布模型的程函方程，获取环阵超声换能器每个阵元到达样品待成像区域每个点的超声传播时间；步骤六，使用第四算法计算超声传播时间组成的延时矩阵，得到样品待成像区域的超声断层成像。

技术领域

本发明属于超声检测和成像领域，具体涉及一种超声断层成像方法。

背景技术

超声检测和成像技术具有低成本、无电离辐射等优点，使用超声对人体组织进行检测和成像具有良好的前景。使用环阵超声换能器的超声断层成像技术已有一定的研究与发展，对人体乳腺等软组织已经能够实现较为准确的断层成像。

虽然，利用超声手段对硬组织成像也具有良好的市场与发展前景，但是由于软组织与硬组织之间存在很大的声阻抗差异，在超声传播过程中会造成严重的衰减等问题，使得硬组织的超声成像较为困难，所以目前对于硬组织的超声断层成像技术仍需要研究与发展。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种超声断层成像方法。

本发明提供了一种超声断层成像方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，将环阵超声换能器固定在水槽中，并将样品的待成像区域放置于环阵超声换能器的中心，向水槽中注入水以浸没样品及环阵超声换能器；步骤二，环阵超声换能器的所有阵元依次以固定的中心频率发射超声脉冲信号，并通过所有阵元接收超声脉冲的回波信号；步骤三，采用第一算法从回波信号中提取超声第一到达波的传播时间；步骤四，根据超声第一到达波的传播时间，采用贝叶斯估计方法反演重建样品待成像区域的声速分布模型，同时采用第二算法求解声速分布模型；步骤五，使用第三算法求解声速分布模型的程函方程，获取环阵超声换能器每个阵元到达样品待成像区域每个点的超声传播时间；步骤六，使用第四算法计算超声传播时间组成的延时矩阵，得到样品待成像区域的超声断层成像。

在本发明提供的超声断层成像方法中，还可以具有这样的特征：

上述环阵超声换能器为含有N个均匀分布阵元的环阵超声换能器；其中，N为自然数。

在本发明提供的超声断层成像方法中，还可以具有这样的特征：

其中，步骤三中，第一算法为赤池信息量准则算法，用以下公式表示：

AIC＝(2k-2L)/w

其中，AIC是赤池信息量准则算法，k是所拟合模型中参数的数量，L是对数似然值，w是观测值数目。

在本发明提供的超声断层成像方法中，还可以具有这样的特征：

其中，步骤三中，第一到达波的传播时间为

在本发明提供的超声断层成像方法中，还可以具有这样的特征：

其中，步骤四中，采用贝叶斯估算方法反演重建待成像区域的声速分布模型的过程包括：

先将样品的待成像区域离散化为n×m个网格点，n×m表示待成像区域网格点的规模，设定慢度S∈R^nm×1、射线路径假设似然概率密度函数

与先验概率密度函数

均服从高斯分布，

后验概率密度函数正比于似然概率密度函数与先验概率密度函数的乘积，即为：