[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

说明书

本发明公开了一种用于淋巴水肿显像的热声成像系统及其控制方法，属于医疗领域。该用于淋巴水肿显像的热声成像系统包括：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。

技术领域

本发明涉及医疗领域，具体涉及一种用于淋巴水肿显像的热声成像系统及其控制方法。

背景技术

淋巴水肿是指因淋巴液回流障碍所引起的组织肿胀，主要是淋巴管阻塞和发育异常。常发生于小腿、上臂、生殖器和面部等处，淋巴水肿的临床表现：早期用手指按压时可呈现明显的凹陷性压窝，晚期皮肤和皮下组织增生，皮皱加深，皮肤增厚变硬粗糙，外观似大象皮肤。早期抬高患处或卧床休息后肿胀可以消失或减轻。晚期患肢肿大明显，表面角化粗糙，呈橡皮样肿。少数可有皮肤裂开、溃疡或出现疣状赘生物。

关于淋巴水肿的测量，一般采用直接测量的方式，这种测量方式具有一定的主观性，并且测量精度较低。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明旨在提供一种对淋巴水肿的测量精度更高的用于淋巴水肿显像的热声成像系统及其控制方法。

为了达到上述发明创造的目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种用于淋巴水肿显像的热声成像系统，其包括：

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。

进一步地，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。

进一步地，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，晶元中心所在位置为圆心画圆；

S3、将位于以晶元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、在探头扫描轨迹圆截面内，将距探头扫描轨迹圆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热声图像。

进一步地，信号幅值为对应晶元上接收到的信号强度，其计算公式为：

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

进一步地，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。

进一步地，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。