[發(fā)明專利]一種基于主動探測的磁聲成像方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710310535.2
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107174202B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢建庭;何瑤瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/053
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

1.一種基于主動探測的磁聲成像方法，其特征在于，包括如下步驟：

A、對激勵線圈施加低頻窄帶激勵信號，產(chǎn)生動態(tài)磁場；

B、位于靜態(tài)磁場中的目標(biāo)物體在動態(tài)磁場和靜態(tài)磁場的作用下產(chǎn)生洛倫茲力，并在洛倫茲力的作用下產(chǎn)生振動位移信號；

C、通過多通道數(shù)據(jù)采集模塊對所述振動位移信號進(jìn)行主動探測，根據(jù)目標(biāo)物體反饋的回波信號分析目標(biāo)物體各質(zhì)點(diǎn)的振動位移及振速信息；

D、根據(jù)所述振動位移及振速信息重建目標(biāo)物體的電導(dǎo)率分布圖像；

所述步驟C包括步驟：

C1、由多通道數(shù)據(jù)采集模塊向目標(biāo)物體發(fā)射探測平面波，并采集目標(biāo)物體的超聲回波信號；

C2、根據(jù)所述超聲回波信號計(jì)算目標(biāo)物體各質(zhì)點(diǎn)的振動位移及振速信息；

所述步驟C1具體包括：由彼此成預(yù)設(shè)角度的超聲探頭沿各自的波束反向交替向目標(biāo)物體發(fā)射探測平面波，并采集目標(biāo)物體的超聲回波信號；

通過主動探測直接檢測洛倫茲力產(chǎn)生的振動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主動探測的磁聲成像方法，其特征在于，所述步驟C2包括步驟：

C21、對超聲回波信號原始數(shù)據(jù)做波速合成得到超聲射頻信號；

C22、對所述超聲射頻信號做希爾伯特變換后得到其正交分量信號；

C23、對所述正交分量信號做互相關(guān)計(jì)算，并將互相關(guān)系數(shù)極大值點(diǎn)處的位移除以相鄰兩幀數(shù)據(jù)間的時間間隔，得到對應(yīng)于目標(biāo)物體的相對平均移動速度；

C24、對所述相對平均移動速度做時間積分計(jì)算出目標(biāo)物體各質(zhì)點(diǎn)的振動位移。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主動探測的磁聲成像方法，其特征在于，所述步驟D包括：

D1、根據(jù)位移控制方程以及目標(biāo)物體各質(zhì)點(diǎn)的振動位移得出洛倫茲力的值；

D2、根據(jù)洛倫茲力的值和當(dāng)前磁場的總磁通密度計(jì)算電流密度；

D3、根據(jù)所述電流密度和當(dāng)前激勵線圈提供的電場強(qiáng)度得出電導(dǎo)率分布圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于主動探測的磁聲成像方法，其特征在于，所述位移控制方程為其中G為目標(biāo)物體的剪切模量；υ為目標(biāo)物體的泊松比；u為振動位移；ρ為目標(biāo)物體的密度，f為洛倫茲力。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于主動探測的磁聲成像方法，其特征在于，所述總磁通密度為靜態(tài)磁場的磁通密度和動態(tài)磁場的磁通密度的矢量疊加。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主動探測的磁聲成像方法，其特征在于，所述低頻窄帶激勵信號為低頻連續(xù)正弦信號。

7.一種基于主動探測的磁聲成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：

激勵線圈；

信號發(fā)生器，用于對所述激勵線圈施加低頻窄帶激勵信號，產(chǎn)生動態(tài)磁場；

靜磁場模塊，用于提供靜態(tài)磁場；

多通道數(shù)據(jù)采集模塊，用于對目標(biāo)物體產(chǎn)生的振動位移信號進(jìn)行主動探測，根據(jù)探測信號分析目標(biāo)物體各質(zhì)點(diǎn)的振動位移及振速信息；

重建模塊，用于根據(jù)所述振動位移及振速信息重建目標(biāo)物體的電導(dǎo)率分布圖像；

由多通道數(shù)據(jù)采集模塊向目標(biāo)物體發(fā)射探測平面波，并采集目標(biāo)物體的超聲回波信號；

根據(jù)所述超聲回波信號計(jì)算目標(biāo)物體各質(zhì)點(diǎn)的振動位移及振速信息；

由彼此成預(yù)設(shè)角度的超聲探頭沿各自的波束反向交替向目標(biāo)物體發(fā)射探測平面波，并采集目標(biāo)物體的超聲回波信號；

通過主動探測直接檢測洛倫茲力產(chǎn)生的振動。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于主動探測的磁聲成像系統(tǒng)，其特征在于，所述多通道數(shù)據(jù)采集模塊為多通道超聲換能器。