基于磁共振圖像,提出了一種多層介質(zhì)聲學(xué)特性分析方法,并推算了超聲經(jīng)過(guò)分層結(jié)構(gòu)的焦點(diǎn)定位。首先對(duì)蔗糖溶液的磁共振T1加權(quán)圖像進(jìn)行區(qū)域提取、閾值分割、腐蝕膨脹等邊緣處理后,得到局部區(qū)域的灰度均值;通過(guò)磁共振圖像上的灰度信息與對(duì)應(yīng)蔗糖溶液的濃度、聲速計(jì)算關(guān)系擬合函數(shù);最后建立模擬生物組織的蔗糖溶液分層結(jié)構(gòu),運(yùn)用關(guān)系函數(shù)推算超聲經(jīng)過(guò)分層結(jié)構(gòu)的聲透射及聚焦超聲的焦點(diǎn)前移量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法從蔗糖溶液磁共振圖像中分析得到的聲速、聲透射系數(shù)及焦點(diǎn)前移量與真實(shí)值相近,最大差異為0.6239 mm,驗(yàn)證了可通過(guò)磁共振獲取生物組織聲參數(shù)的可能性。

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【部分圖文】：

圖1多介質(zhì)透射示意圖

圖1為聲波入射多介質(zhì)分層結(jié)構(gòu)示意圖，其中Zn、dn為介質(zhì)n的聲阻抗與層厚。根據(jù)機(jī)械波的反射、折射定律，入射波的聲波能量在分界面處會(huì)發(fā)生變化:其中一部分反射回波經(jīng)界面發(fā)射回入射介質(zhì)中;另一部分透射波則透過(guò)界面。超聲波垂直入射時(shí)，由反射系數(shù)和透射系數(shù)來(lái)反映的界面處的聲波能量分配完全取....

圖2超聲折射引起的焦點(diǎn)前移

式中:θ1為聲波入射角度;θ2為聲波折射角度;c1為介質(zhì)Ι(水)中的聲速;c2為介質(zhì)Ⅱ(生物組織或體模)中的聲速。根據(jù)斯奈爾定律所反映出來(lái)的聲波傳播規(guī)律，當(dāng)聲波的入射角度不同，對(duì)應(yīng)的折射聲波方向也不同。多陣元聚焦換能器可將超聲波束聚焦于一點(diǎn)，在波束傳播路徑中加入介質(zhì)Ⅱ會(huì)使得最終的....

圖3聲參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)

為擴(kuò)大樣本數(shù)量，制備了50種不同濃度的蔗糖溶液(0%～33.3%)，對(duì)其聲速、聲衰減系數(shù)進(jìn)行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由2個(gè)平面PZT換能器(1個(gè)作為發(fā)射換能器，1個(gè)作為接受水聽(tīng)器)、信號(hào)發(fā)生器、示波器等裝置構(gòu)成，見(jiàn)圖3所示。設(shè)置信號(hào)發(fā)生器發(fā)送連續(xù)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)換能器發(fā)出2MHz的平面超聲波....

圖4聲參數(shù)測(cè)量結(jié)果

對(duì)不同濃度的蔗糖溶液進(jìn)行試管取樣，通過(guò)磁共振設(shè)備對(duì)樣本進(jìn)行T1加權(quán)成像拍攝。由于掃描磁場(chǎng)和接受線圈的非均勻性等原因[19]，均勻的蔗糖溶液在磁共振圖像中的灰度值并不相同，需要對(duì)磁共振中裝有蔗糖溶液的試管進(jìn)行邊緣提取，并以提取區(qū)域的灰度均值作為該濃度下蔗糖溶液的灰度信息。為獲取磁共....

本文編號(hào)：3932892