[發明專利]基于超聲主動空化成像的空化起始閾值分布重建方法

有效

• 申請號: 201310150100.8
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103235041A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 萬明習;胡虹;王素品;王晶晶
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

1.基于超聲主動空化成像的空化起始閾值分布重建方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、在源能量溫度或壓力連續可調的情況下激勵空化的產生，并對空化信號進行檢測，空化的產生裝置包括產生能量場的源裝置和控制時序的同步信號發生器；空化信號的檢測裝置包括可編程發射寬波束的高頻陣列換能器和并行通道數據采集及存儲單元，同步信號發生器產生同步信號分別控制能量源裝置和陣列換能器，能量源裝置產生連續可變能量激勵空化的產生，同時陣列換能器發射寬波束對空化進行檢測，得到的空化回波信號由并行通道數據采集及存儲單元采集存儲；

步驟二、通過PC機上高分辨、高信噪比的成像軟件對步驟一中采集到的空化信號進行成像：首先選定空化成像區域中的某個目標點，根據目標點的位置計算有效孔徑及延時得到對目標點進行接收聚焦后的通道信號；然后對通道信號進行相干系數最小方差自適應波束合成實現目標點通道信號的最優幅度變跡及相干系數加權，得到目標點最優輸出；遍歷所有目標點得到整個空化成像區域的射頻數據；最后通過解相關SSD及射頻信號成像算法，實現空時高分辨、高信噪比的超聲主動空化成像。對步驟一中得到的連續可變能量源激勵下的空化信號分別進行成像即可得到隨能量變化的空化序列圖像；

步驟三、對步驟二中得到的隨能量變化的空化序列圖像進行空化起始閾值提取并實現空化起始閾值分布的重建，首先對各空化圖像進行區域分割，計算每個子區域的圖像強度，提取各子區域圖像強度隨序列變化的曲線即能量強度曲線；然后在能量強度曲線上設置一個強度閾值，達到強度閾值時對應的能量值即為該子區域空化起始閾值；最后在得到每個子區域的起始閾值后經過偽彩編碼重建空化起始閾值的空間分布。

2.根據權利要求1所述的基于超聲主動空化成像的空化起始閾值分布重建方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟二中所述的相干系數最小方差自適應波束合成，具體方法為：

（1）、選定目標點并根據目標點位置計算波束合成的有效孔徑大小，記為M；

（2）、根據目標點位置對M個陣元通道信號計算延時，得到延時后的信號，記為X(t)：

X(t)=X0(t)X1(t)···XM-1(t)---(1)]]>

（3）、把陣元數為M的陣列分為長度為L的子陣，子陣的總數為M-L+1，計算X(t)空間平均相關矩陣R(t)：

R(t)=1M-L+1Σl=1M-L+1Xl(t)Xl(t)H---(2)]]>

（4）、用R(t)+γI來代替R(t)，實現對角線加載，其中I為單位矩陣，γ=Δ·trace{R(t)}，trace{R(t)}為相關矩陣的跡，Δ為算法加入的空間噪聲與信號功率比；

（5）、取為單位向量，并用（1）式的R(t)計算最優加權系數w(t)：

w(t)=R(t)-1a→a→HR(t)-1a→---(3)]]>

（6）、計算X(t)的相干系數（Coherence?Factor,CF），CF定義為相干方向的能量與陣元信號總能量的比值，如下式：

CF(t)=|Σm=1MX(m,t)|2MΣm=1M|X(m,t)|2---(4)]]>

（7）通過式（2）、式（3）、式（6）計算該目標點的最優輸出y

（8）、重復步驟(1）-(7），計算所有目標點最優輸出，最終得到整個空化成像區域的射頻信號。