[发明专利]一种用于淋巴水肿显像的热声成像系统及其控制方法

权利要求书

1.一种用于淋巴水肿显像的热声成像系统，其特征在于，包括：

脉冲微波源，用于激发淋巴水肿区域的热声效应，产生热声信号；

超声换能器，用于接收热声信号；

热声信号处理单元，包括分别用于对热声信号进行放大和滤波的放大器和滤波器；

数据采集单元，用于对经过放大和滤波的热声信号进行A/D转换，得到数字化的热声信号；

计算机，用于控制脉冲微波源，以及对数字化热声信号进行图像重建得到热声图像，并对热声图像进行颜色编码实现淋巴水肿的突出显像。

2.根据权利要求1所述的热声成像系统，其特征在于，所述图像重建的方法包括：有限元定量重建算法、滤波反投影或延迟叠加重建算法。

3.根据权利要求1所述的热声成像系统，其特征在于，所述图像重建的方法包括：

S1、对数字化的热声信号进行离散化处理，然后将数字化的热声信号传播延迟时间和空间距离按照声波在介质中的传播速度转变为网格点数；

S2、在超声换能器的探头扫描轨迹圆(2)所在平面内，以传播延迟时间对应的网格点数代表的距离为半径，晶元(1)中心所在位置为圆心画圆；

S3、将位于以晶元(1)中心为圆心的圆的圆弧上且在超声换能器的孔径角以内的网格点赋予对应传播延迟时间点的信号幅值；

S4、在所述探头扫描轨迹圆(2)截面内，将距探头扫描轨迹圆(2)圆心不同距离处被赋予了信号幅值的网格点的信号强度进行延迟叠加；

S5、将延迟叠加后的结果用图像表示得到所述热声图像。

4.根据权利要求3所述的热声成像方法，其特征在于，所述信号幅值为对应晶元(1)上接收到的信号强度，其计算公式为：

其中，A(i,j)为坐标为(i，j)的晶元(1)上接收到的信号强度；B(k,l)为第l点吸收体(3)到达第k个晶元(1)的信号强度；M为超声换能器的晶元个数。

5.根据权利要求1所述的热声成像系统，其特征在于，所述超声换能器为多元阵列超声探头，换能通道数为2～2048，频率范围为5.0～10.0MHz，形状包括线阵和相控阵。

6.根据权利要求1-5任一所述的热声成像系统，其特征在于，所述脉冲微波源包括依次连接的脉冲微波发生器、传输线缆和辐射器。

7.根据权利要求6所述的热声成像系统，其特征在于，所述脉冲微波发生器产生的脉冲微波信号的中心频率为0.5～10.0GHz，脉冲宽度为10～500ns，脉冲峰值功率为30～100kW，脉冲重复频率为1～200Hz。

8.根据权利要求6所述的热声成像系统，其特征在于，所述辐射器为高功率增益天线。

9.一种基于权利要求1-8任一热声成像系统的控制方法，其特征在于，包括：

对脉冲微波源进行参数设置和初始化，并开启脉冲微波源进行预热；

触发脉冲微波源发射脉冲微波，脉冲微波源将脉冲微波辐射到淋巴水肿区域，使淋巴水肿区域与未水肿区域吸收脉冲微波能量后产生热声信号；

通过超能换声器接受热声信号，并通过热声信号处理单元对热声信号进行放大和滤波，通过数据采集单元对经过放大和滤波的热声信号进行A/D转换，得到数字化的热声信号；

通过计算机并对数字化热声信号进行图像重建得到热声图像，然后对热声图像进行颜色编码实现淋巴水肿的突出显像。