[發明專利]基于位移衰減特性的聲輻射力脈沖彈性成像方法

有效

• 申請號: 201911091301.9
• 申請日: 2019-11-09
• 公開（公告）號: CN110927729B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 許燕斌;張勝男;鮑旭陽;董峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89;G01S7/52
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種基于位移衰減特性的聲輻射力脈沖彈性成像方法，該方法的測量系統主要包括信號發生器、超聲脈沖收發器、射頻功率放大器、激勵探頭、跟蹤探頭、數據采集處理系統以及步進電機，其中激勵探頭用來產生聲輻射力并激勵介質產生位移響應，該探頭的激勵信號由信號發生器產生，并經過射頻功率放大器放大；跟蹤探頭由超聲脈沖收發器激勵，并用于接收聲輻射力激勵前后的射頻回波信號，通過數據采集處理系統對回波信號進行采集和處理，計算介質由于聲輻射力激勵產生的位移響應，評估介質的彈性特性；使用步進電機對跟蹤探頭進行移動，實現跟蹤探頭對側向方向的檢測，重建測量區域的彈性分布；該方法包含以下步驟：

(1)首先激發跟蹤探頭，得到能夠反映介質初始位置的參考回波信號；然后信號發生器輸出的信號經射頻功率放大器放大后用于激發激勵探頭，使其在聚焦區域產生較大的聲輻射力，引起介質的位移響應；再次激發跟蹤探頭，獲得反映介質發生位移之后的回波信號；對兩組回波信號進行處理并計算被測介質中跟蹤探頭軸向方向上各點產生的最大位移量；使用步進電機完成跟蹤探頭在側向方向上的掃描，重復上述步驟，得到整個被測物場中各點的最大位移量u；

(2)對介質中各點的最大位移量u取對數，值為Y，即Y＝lgu；將各點距焦點處的側向距離l取對數，值為X，即X＝lgl；

(3)求介質中各點沿側向方向即剪切波傳播方向位移量變化的梯度，即斜率k₀；

(4)求介質中各點沿側向方向梯度k₀的梯度，即梯度變化率k₀'；

(5)判斷側向方向上各點梯度變化率的絕對值|k₀'|是否大于閾值T，即找出梯度k₀產生跳變的位置，閾值T通常由經驗選取，如果梯度變化率的絕對值|k₀'|大于T，則說明該點位于楊氏模量發生變化的邊界位置，將這些邊界位置記錄下來，記作圖R₁；

(6)將步驟(5)中|k₀'|大于T處的梯度值剔除，并對余下位置上各點的梯度值k₀求平均值K；

(7)根據B＝Y-KX的關系求出各點對應的截距值B，該值與楊氏模量呈負相關關系；

(8)將各點求得的B值作為灰度值進行成像，記作圖R₂，并將R₂與步驟(5)中記錄的楊氏模量發生變化的邊界位置圖R₁進行疊加，得到最后的成像結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，取T＝0.01。