[发明专利]一种平面波穿颅声场相位畸变补偿方法

说明书

本发明公开了一种平面波穿颅声场相位畸变补偿方法。所述方法，包括：确定颅骨模型外换能器各阵元接收到的穿过颅骨模型的声波时域信号；由各阵元的声波时域信号计算各阵元的相位差；根据相位差和不同多面体气泡的相位变化曲线确定各阵元对应的声学超构材料的拓扑结构；根据各阵元对应的声学超构材料的拓扑结构确定补偿结构；补偿结构用于当固定于颅骨上时实现平面波穿颅声场相位畸变的补偿。本发明能补偿平面波通过颅骨时产生的相位畸变，提高超声图像质量。

技术领域

本发明涉及超声成像领域，特别是涉及一种平面波穿颅声场相位畸变补偿方法。

背景技术

在平面波穿颅超声成像时，当颅骨存在，由于颅骨本身厚度和声速分布不均匀，使得从不同角度入射并穿过颅骨的声波传播时间出现差异，因此超声相位会发生畸变。入射平面波穿过颅骨后波阵面不再为平面，到达同一深度不同横向位置处的波形相位有差别。如果不作相位校正，成像结果会偏离实际散射点位置，并且出现伪影和分辨率下降等问题，超声图像质量差。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种平面波穿颅声场相位畸变补偿方法，以补偿平面波通过颅骨时产生的相位畸变，提高超声图像质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种平面波穿颅声场相位畸变补偿方法，包括：

确定颅骨模型外换能器各阵元接收到的穿过所述颅骨模型的声波时域信号；

由各所述阵元的所述声波时域信号计算各所述阵元的相位差；

根据所述相位差和不同多面体气泡的相位变化曲线确定各所述阵元对应的声学超构材料的拓扑结构；

根据各所述阵元对应的声学超构材料的拓扑结构确定补偿结构；所述补偿结构用于当固定于颅骨上时实现平面波穿颅声场相位畸变的补偿。

可选的，所述由各所述阵元的所述声波时域信号计算各所述阵元的相位差，具体包括：

对于第n个阵元，将第i个阵元的所述声波时域信号确定为参考信号；n≠i；

构建第n个阵元的所述声波时域信号与所述参考信号的互相关函数，根据所述参考信号建立自相关函数；

由所述互相关函数最大时对应的互相关函数的时间延迟和所述自相关函数最大时对应的自相关函数的时间延迟，计算第n个阵元的相位差。

可选的，所述根据所述相位差和不同多面体气泡的相位变化曲线确定各所述阵元对应的声学超构材料的拓扑结构，具体包括：

制作不同柏拉图多面体形状的框架；所述框架的材料为疏水性的材料；

将所述框架浸入水中，向所述框架内的气泡发射不同频率的超声波，根据发射超声波和接收超声波测量各所述框架内气泡的相位随超声波频率的变化曲线，得到不同多面体气泡的相位变化曲线；

根据所述相位差，从不同多面体气泡的相位变化曲线中寻找各所述阵元对应的声学超构材料的拓扑结构。

可选的，所述根据其余阵元的所述声波时域信号与所述参考信号建立互相关函数，根据所述参考信号建立自相关函数，具体公式为：