[發明專利]一種超聲CT陣列探頭陣元指向性自適應評估方法及裝置

有效

• 申請號: 202211332333.5
• 申請日: 2022-10-28
• 公開（公告）號: CN115474965B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 李玉冰;武小晴;蘇暢;林偉軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;A61B6/03;A61B6/00
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

1.一種超聲CT陣列探頭陣元指向性自適應評估方法，所述陣列探頭包括N個陣元，其中，N為大于1的整數，其特征在于，所述評估方法包括：

確定所述N個陣元中的待測陣元；

利用所述待測陣元發射超聲波，其余的M個陣元接收所述超聲波，形成第一觀測數據集，其中，M為大于零，小于等于N的整數；

使用由多個可變權重的待測虛擬點組成的虛擬陣列模擬所述待測陣元，并仿真所述待測陣元發射的所述超聲波，使用M個接收點陣列模擬所述M個陣元，并接收所述仿真發射的超聲波，形成第二觀測數據集；

基于所述第一觀測數據集和第二觀測數據集，得到多個待測虛擬點的可變權重的目標函數；

基于所述目標函數，得到多個待測虛擬點的可變權重對應的指向性權重；

基于所述指向性權重，得到所述虛擬陣列的指向性評估結果，即為所述待測陣元的指向性評估結果；其中，將多個待測虛擬點的可變權重設置為所述指向性權重；設置以所述虛擬陣列為圓心的相同距離不同角度位置處的新的接收點；仿真所述虛擬陣列發射超聲波時，所述新的接收點的接收信號，取其最大值；遍尋得到多個不同距離的接收信號的最大值，得到所述待測虛擬陣元的指向性評估結果。

2.根據權利要求1所述的評估方法，其特征在于，在基于所述指向性權重，得到所述虛擬陣列的指向性評估結果，即為所述待測陣元的指向性評估結果之后，還包括：

將所述陣列探頭的N個陣元依次作為待測陣元，進而得到所述N個陣元的指向性評估結果，即為所述陣列探頭的指向性評估結果。

3.根據權利要求1所述的評估方法，其特征在于，所述使用M個接收點陣列模擬所述M個陣元，并接收超聲波，形成第二觀測數據集，包括：

使用M個接收點陣列模擬所述M個陣元；

基于傳播函數，計算所述M個接收點的接收數據，形成第二觀測數據集。

4.根據權利要求3所述的評估方法，其特征在于，所述傳播函數，包括：

有限差分或格林函數。

5.根據權利要求1所述的評估方法，其特征在于，所述目標函數，包括：

二范數比較函數、或稱方差函數、或稱逐差法函數、或稱最小二乘法函數。

6.根據權利要求1所述的評估方法，其特征在于，所述基于所述目標函數，得到多個待測虛擬點的可變權重對應的指向性權重，包括：

基于多個待測虛擬點的可變權重的目標函數，對所述目標函數進行優化處理，從而得到對應的多個待測虛擬點的可變權重，即為指向性權重。

7.根據權利要求6所述的評估方法，其特征在于，所述對所述目標函數進行優化處理，包括：

通過梯度下降優化算法對所述目標函數進行優化處理。

8.根據權利要求7所述的評估方法，其特征在于，所述梯度下降優化算法，包括：

最速下降法、或者共軛梯度法、或者L-BFGS法。

9.根據權利要求1所述的評估方法，其特征在于，所述基于所述指向性權重，得到所述虛擬陣列的指向性評估結果，包括：

將多個待測虛擬點的可變權重設置為所述指向性權重；

設置以所述虛擬陣列為圓心的相同距離不同角度位置處的新的接收點；

仿真所述虛擬陣列發射超聲波時，所述新的接收點的接收信號，取其最大值；

遍尋得到多個不同距離的接收信號的最大值，得到所述待測虛擬陣元的指向性評估結果。

10.一種超聲CT陣列探頭陣元指向性自適應評估裝置，所述陣列探頭包括N個陣元，其中，N為大于1的整數，其特征在于，包括：

待測陣元確定模塊，用于確定所述N個陣元中的待測陣元；

第一觀測數據集形成模塊，用于利用所述待測陣元發射超聲波，其余的M個陣元接收所述超聲波，形成第一觀測數據集，其中，M為大于零，小于等于N的整數；

虛擬陣列模塊，用于使用由多個可變權重的待測虛擬點組成的虛擬陣列模擬所述待測陣元，并仿真所述待測陣元發射的所述超聲波；

第二觀測數據集形成模塊，用于使用M個接收點陣列模擬所述M個陣元，并接收所述仿真發射的超聲波，形成第二觀測數據集；

指向性權重計算模塊，用于基于所述第一觀測數據集和第二觀測數據集，得到多個待測虛擬點的可變權重的目標函數，基于所述目標函數，得到多個待測虛擬點的可變權重對應的指向性權重；

指向性評估結果計算模塊，用于基于所述指向性權重，得到所述虛擬陣列的指向性評估結果，即為所述待測陣元的指向性評估結果。