[发明专利]基于声辐射力脉冲响应的激光测振监测HIFU损伤粘弹性方法

摘要

本发明公开一种基于声辐射力脉冲响应的激光测振监测HIFU损伤粘弹性方法，包括以下步骤：1)控制HIFU换能器产生激励脉冲作用于被测组织内部的激励点；激光测振设备对被测组织内部检测点的振动进行跟踪；记录每个检测点的振动曲线；2)根据振动曲线，计算剪切波速度及频率，然后进行粘弹性拟合。本发明采用单脉冲对透明组织内部进行激励以产生剪切波运动，利用激光测振设备对剪切波传播方向上点的振动进行跟踪，通过分析每个标记点的运动信息即剪切波速及频率来进行粘弹性估计，进而实现对透明组织内部HIFU损伤的实时监控与评价。

主权项

1.基于声辐射力脉冲响应的激光测振监测HIFU损伤粘弹性方法，其特征在于，包括以下步骤：1)控制HIFU换能器产生激励脉冲作用于被测组织内部的激励点；激光测振设备对被测组织内部检测点的振动进行跟踪；记录每个检测点的振动曲线；2)根据振动曲线，计算剪切波速度及频率，然后进行粘弹性拟合；步骤1)中，调节激光测振设备与HIFU换能器共焦，使激光测振设备信号发射方向与HIFU换能器超声发射方向同向；同步信号控制系统产生同步信号分别驱动任意波形发生器及数据采集卡，任意波形发生器产生的脉冲序列经过功率放大器和阻抗匹配网络作用于HIFU换能器，控制HIFU换能器产生激励脉冲作用于被测组织内部内的激励点；数据采集卡对激光测振设备输出的信号进行采集；任意波形发生器产生的脉冲序列为长脉冲信号；步骤1)具体包括以下步骤：步骤S1、将HIFU换能器聚焦于被测组织内部某一位置处，称该点为激励点，HIFU换能器产生单脉冲作用于该点诱导产生剪切波信号；步骤S2、采用激光测振设备对激励点及剪切波传播方向上至少两个检测点的振动进行监测并记录其振动曲线；计算剪切波速度和频率的方法具体为：标记点位置固定且间距已知，用两点之间同相位的延时来表示两点之间的剪切波速，将激励点在某一相位的时间记为0，检测点在相同距离的时间就是剪切波传播的时间；记激励点与检测点之间的距离为Δd，两点到达同相位的时间间隔为ΔT₁，则剪切波在检测点的速度为：剪切波振动曲线中松弛过程幅度最大和最小两点之间的时间差认为是π/ω，因此能够计算出其频率；记此两点时间差为ΔT₂，则剪切波振动频率为在得出局部组织剪切波速和频率分布的情况下，根据生物组织的Voigt模型及其推导式进行粘弹性拟合；用于进行粘弹性拟合的方法为：平面剪切波速与组织粘弹性之间的关系为：式中：ρ——介质的密度/kg·m^‑3；ω——振动的角频率/rad·s^‑1；μ₁——剪切粘性系数/Pa·s；μ₂——剪切弹性模量/kPa。