基于磁共振圖像,提出了一種多層介質聲學特性分析方法,并推算了超聲經過分層結構的焦點定位。首先對蔗糖溶液的磁共振T1加權圖像進行區(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;通過磁共振圖像上的灰度信息與對應蔗糖溶液的濃度、聲速計算關系擬合函數;最后建立模擬生物組織的蔗糖溶液分層結構,運用關系函數推算超聲經過分層結構的聲透射及聚焦超聲的焦點前移量。實驗結果表明,該方法從蔗糖溶液磁共振圖像中分析得到的聲速、聲透射系數及焦點前移量與真實值相近,最大差異為0.6239 mm,驗證了可通過磁共振獲取生物組織聲參數的可能性。

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【部分圖文】：

圖1多介質透射示意圖

圖1為聲波入射多介質分層結構示意圖，其中Zn、dn為介質n的聲阻抗與層厚。根據機械波的反射、折射定律，入射波的聲波能量在分界面處會發(fā)生變化:其中一部分反射回波經界面發(fā)射回入射介質中;另一部分透射波則透過界面。超聲波垂直入射時，由反射系數和透射系數來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前移

式中:θ1為聲波入射角度;θ2為聲波折射角度;c1為介質Ι(水)中的聲速;c2為介質Ⅱ(生物組織或體模)中的聲速。根據斯奈爾定律所反映出來的聲波傳播規(guī)律，當聲波的入射角度不同，對應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，在波束傳播路徑中加入介質Ⅱ會使得最終的....

圖3聲參數測量系統(tǒng)

為擴大樣本數量，制備了50種不同濃度的蔗糖溶液(0%～33.3%)，對其聲速、聲衰減系數進行測定，實驗系統(tǒng)由2個平面PZT換能器(1個作為發(fā)射換能器，1個作為接受水聽器)、信號發(fā)生器、示波器等裝置構成，見圖3所示。設置信號發(fā)生器發(fā)送連續(xù)脈沖信號驅動換能器發(fā)出2MHz的平面超聲波....

圖4聲參數測量結果

對不同濃度的蔗糖溶液進行試管取樣，通過磁共振設備對樣本進行T1加權成像拍攝。由于掃描磁場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，需要對磁共振中裝有蔗糖溶液的試管進行邊緣提取，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：3932892