[發明專利]一種基于環形陣列的超聲CT相控方法

在審

• 申請號: 202310015453.0
• 申請日: 2023-01-05
• 公開（公告）號: CN116098654A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 王紅亮;石麗帆;黃霄;何常德;張文棟
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;G01N29/04;A61B8/00;A61B6/03;A61B6/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 趙江艷

本發明屬于超聲成像技術領域，具體涉及一種基于環形陣列的超聲CT相控方法，超聲CT采用環形陣列傳感器，包括N個環形排列的陣元，各個陣元的激勵脈沖根據需要的超聲波束的特性，按照延遲時間進行延遲發射；在接收時，根據發射時的延遲時間對各個陣元接收到的回波信號中進行延時補償，然后進行相干疊加來實現波束形成。本發明結合環形陣列、超聲CT技術以及相控原理的優勢，結合基于環形陣列的超聲CT相控原理，構建了基于環形陣列的超聲CT成相控方法，有效改善超聲波檢測不準確、成像分辨率不高以及應用領域范圍受限等缺點。

技術領域

本發明屬于超聲成像技術領域，具體涉及一種基于環形陣列的超聲CT相控方法。

背景技術

超聲CT是指在不損傷目標體內部結構的基礎上，通過超聲換能器陣列測量物體在超聲波照射下的投影數據，利用這些數據可以重建出二維或三維的超聲圖像。其具有層析成像、高分辨力、多種成像模式靈活組合等優點，在臨床醫學的早期篩查及材料的無損檢測等領域呈現顯著優勢。因此，用超聲波作為發射源的檢測技術取代X-射線來照射目標體，已逐漸成為超聲應用領域的研究者們追求的新目標之一。

相控陣技術以其靈活的聲束偏轉及聚焦性能在缺陷定位和準確度檢測等方面與傳統的超聲檢測相比有著明顯的優勢。相控陣超聲發射基于惠更斯-菲涅爾原理，當各陣元被同頻率的脈沖激勵時，所發射的超聲波將發生干涉形成合成波陣面，從而在空間中形成穩定的超聲場。如果改變各陣元的激勵脈沖時間，使它們按照一定的延遲時間發射，則根據惠更斯原理，所發射的超聲波會在空間疊加合成新的波陣面，從而實現聲束偏轉或聚焦等特性。根據互易原理，相控陣接收時也是用延遲的方法來達到的，按照回波到達各陣元的時間差對各陣元接收信息進行延時補償，然后疊加，從而獲得某目標方向上的反射回波，進而得到介質或缺陷的數據信息。

目前，常見的基于線陣的超聲相控陣主要應用于醫學超聲成像、工業無損檢測、石油測井成像以及高溫腫瘤治療等領域。然而，對于結構為弧形或環形的被照射對象，基于線陣的超聲相控陣在檢測時與其不夠貼合，在移動線陣的同時會使成像面間隙區域信號丟失，介入性檢測明顯受到平面聲像的制約。且受目標體位置的限制，成像的橫向分辨率明顯低于軸向分辨率，導致檢測質量不佳。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種基于環形陣列的超聲CT相控方法，以有效改善超聲波診斷不準確以及成像分辨率不高的缺點。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：(同權利要求書，暫略)

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：

本發明提供了一種基于環形陣列的超聲CT相控方法，通過控制波束形成可獲得各方位的被測物回波數據信息。同時，超聲相控陣可以靈活、便捷而有效地控制波束形狀，有效改善超聲波檢測不準確、成像分辨率不高以及應用領域范圍受限等缺點，極大的提高了檢測效率。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種基于環形陣列的超聲CT相控方法的原理示意圖；

圖2為基于環形陣列的超聲CT相控方法的波束聲場圖；第一行是環陣波束聚焦聲場圖，焦距從左往右分別是50mm，100mm，150mm；第二行是環陣波束偏轉聲場圖，偏轉角度從左往右分別為-10°，0°，10°；第三行是環陣波束聚焦偏轉聲場圖，從左往右焦距分別為50.77mm，115.47mm，173.21mm。對應偏轉角度分別為10°，30°，-30°。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例；基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。